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ES2971303T3 - Sistema de transporte de hipertubo - Google Patents

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ES2971303T3
ES2971303T3 ES18850177T ES18850177T ES2971303T3 ES 2971303 T3 ES2971303 T3 ES 2971303T3 ES 18850177 T ES18850177 T ES 18850177T ES 18850177 T ES18850177 T ES 18850177T ES 2971303 T3 ES2971303 T3 ES 2971303T3
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ES
Spain
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vehicle
superconducting
electromagnet
tube
transport system
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Active
Application number
ES18850177T
Other languages
English (en)
Inventor
Kwan Sup Lee
Young Jun Jang
Jae Hoon Kim
Chang Young Lee
Lee Hyeon Kim
Min Hwan Ok
Jeong Min Jo
Jin Ho Lee
Jung Youl Lim
Jae Heon Choe
Su Yong Choi
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Korea Railroad Research Institute KRRI
Original Assignee
Korea Railroad Research Institute KRRI
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Priority claimed from KR1020170171135A external-priority patent/KR101996388B1/ko
Priority claimed from KR1020170175810A external-priority patent/KR101999790B1/ko
Priority claimed from KR1020170176656A external-priority patent/KR102000740B1/ko
Priority claimed from KR1020170176658A external-priority patent/KR102000741B1/ko
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Abstract

Se divulga un sistema de transporte de hipertubo. Específicamente, se divulga un tren levitado magnéticamente y un sistema de infraestructura en el cual viaja, comprendiendo la presente invención: refrigerante para enfriar aire comprimido de un tren hipertubo y un sistema de enfriamiento de aire comprimido que utiliza el refrigerante; un aparato y método para controlar trenes que funcionan en un tubo de vacío; interruptores superconductores para imanes superconductores para levitación magnética; un aparato de estabilidad de conducción para el sistema de transporte de hipertubo; un aparato de control para trenes del sistema de transporte hipertubo; y un recolector de energía. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Sistema de transporte de hipertubo
Campo técnico
La presente invención proporciona un sistema de transporte de hipertubo.
Tales sistemas de transporte de hipertubo se conocen, por ejemplo, a partir del documento KR20100079019.
Más particularmente, la presente divulgación proporciona un refrigerante para enfriar aire comprimido en un tren de hipertubo, que puede reducir un volumen de un sistema de enfriamiento usando un refrigerante, que se usa en un interenfriador para enfriar el aire comprimido usado para el desplazamiento de un sistema de transporte de hipertubo y producido mezclando agua con propanodiol y etilenglicol a una determinada razón, y un sistema de enfriamiento de aire comprimido que usa el mismo.
Además, la presente divulgación proporciona un aparato y método de frenado de un vehículo de tren que se desplaza en un tubo de vacío. Más particularmente, la presente divulgación se refiere a un vehículo de tren que se desplaza en un tubo de vacío que se conoce como hipertubo o hiperbucle y proporciona eficazmente fuerza de frenado a un vehículo de tren que se desplaza en el tubo de vacío.
Además, la presente invención proporciona un conmutador superconductor para un electroimán superconductor de levitación magnética.
Más particularmente, la presente divulgación proporciona un conmutador superconductor para un electroimán superconductor de levitación magnética que usa un alambre superconductor de alta temperatura de tipo de película delgada como componente esencial para hacer funcionar (excitar) el electroimán superconductor en un modo de corriente permanente.
Además, la presente invención proporciona un aparato de estabilización de conducción de vehículo de un sistema de transporte de hipertubo.
Más particularmente, la presente invención proporciona un aparato de estabilización de conducción de vehículo de un sistema de transporte de hipertubo, en el que una placa elástica, una suspensión pasiva, una suspensión activa, un amortiguador de fuerza electromagnética y un álabe de ajuste aerodinámico están instalados selectivamente en un vehículo que se desplaza en un tubo que está en un estado de vacío parcial para reducir un impacto provocado por diversas perturbaciones tales como vibración, fuerza electromagnética, resistencia al aire, un flujo de aire irregular y similares, que están provocadas por entornos de desplazamiento de vehículo especiales, mejorando de ese modo la estabilidad de conducción del vehículo.
Además, la presente divulgación proporciona un aparato de frenado de vehículo para un sistema de transporte de hipertubo.
Más particularmente, la presente divulgación proporciona un aparato de frenado de vehículo de un sistema de transporte de hipertubo, en el que un álabe de apertura/cierre de compresor, un álabe de bloqueo de hueco de flujo y un material de dilatación por humedad están instalados selectivamente en un lado de cabeza delantera de un vehículo que se desplaza en un tubo que está en un estado de vacío parcial para bloquear un flujo de aire que pasa a través del lado de cabeza delantera del vehículo o bloquear un flujo de aire que pasa a través de un hueco entre el vehículo y el tubo, frenando de ese modo el vehículo.
Además, la presente divulgación proporciona un tren de levitación magnética (denominado a continuación en el presente documento tren de tipo maglev) que incluye un recolector de energía y un sistema de infraestructura en el que se desplaza el tren de tipo maglev.
Más particularmente, la presente divulgación proporciona un tren de tipo maglev que incluye un recolector de energía, en el que el recolector de energía para recopilar diversas fuentes de energía para producir potencia está dispuesto en el tren de tipo maglev o el sistema de infraestructura para mejorar la estabilidad de conducción del tren así como la producción de la potencia, y un sistema de infraestructura en el que se desplaza el tren de tipo maglev.
Antecedentes de la técnica
Se describirán los antecedentes de la técnica relacionada con un refrigerante para enfriar aire comprimido en un sistema de transporte de hipertubo y un sistema de enfriamiento de aire comprimido que usa el mismo.
En general, el hipertubo es un medio de transporte de un tren a una velocidad ultraalta en un espacio ferroviario encerrado que está en un estado de vacío y denominado tubo, y el tren que se desplaza en el tubo se denomina tren de tubo.
Se ha propuesto e investigado un tren de tubo de este tipo en diversos métodos de conducción, tales como una manera de tipo maglev o un tren ferroviario de tubo de ultraalta velocidad de tipo con ruedas, que se da a conocer en los registros de patente coreana n.os 10-1130812 y 10-1015170 y similares.
Un grado de vacío en el tubo es de aproximadamente 1/3 a 1/1000, es decir en un estado descomprimido. Dado que un espacio de compartimento dentro del tren tiene que mantenerse a presión atmosférica, el tren de tubo tiene que estar sellado. En este momento, el enfriamiento de calor es muy importante en el tren de tubo que se mueve en una línea de tubo de vacío.
Mientras tanto, las figuras 1 y 2 son vistas que ilustran un tren de hipertubo general y un tren de tipo cápsula, y la figura 3 es un diagrama de configuración de un sistema de enfriamiento de aire comprimido que puede aplicarse al tren de hipertubo.
Según esta configuración, dado que se usa un compresor axial en un tren de hipertubo 2a que se desplaza dentro de un hipertubo 1a, el aire comprimido aumenta hasta una temperatura de aproximadamente 600 °C y, por tanto, tiene que enfriarse usando un sistema de enfriamiento. En este caso, el sistema de enfriamiento según la técnica relacionada está diseñado de modo que se usa agua en un depósito de agua como disolvente de enfriamiento y, en un interenfriador, el agua entra en contacto con el aire caliente comprimido en el compresor axial y se evapora, el vapor evaporado se almacena en un depósito de vapor, y el aire enfriado se descarga a través de un expansor de boquilla.
En este caso, el peso del agua usada como disolvente de enfriamiento es de aproximadamente 29 kg (el peso del agua de enfriamiento requerida para el desplazamiento durante 30 minutos), y el volumen del agua es de aproximadamente 0,29 m3. Cuando se evapora todo el agua usada para convertirse en vapor, el volumen aumenta 1.244 veces para ocupar un volumen de aproximadamente 360 m3, y aunque se comprima de nuevo el vapor para reducir el volumen hasta aproximadamente 207 m3, teniendo en cuenta que el volumen total del vehículo de tren de tipo cápsula es de aproximadamente 40 m3 a aproximadamente 100 m3, el volumen del depósito de vapor que almacena el vapor todavía es irrealista y supone una dificultad de aplicación práctica.
Por tanto, existe una necesidad de un diseño realista para el depósito de vapor usado para el sistema de enfriamiento del sistema de transporte de hipertubo.
A continuación, se describirán los antecedentes de la técnica relacionada con un aparato y método de frenado del vehículo de tren que se desplaza en el tubo de vacío según la presente invención.
Recientemente, se han llevado a cabo activamente estudios sobre trenes de vacío de ultraalta velocidad que ponen el tubo casi a vacío para minimizar la resistencia al aire, mejorando de ese modo en gran medida la velocidad. Particularmente, está desarrollándose con el objetivo de proporcionar un túnel de vacío grande y largo (tubo) para implementar el tren de vacío de ultraalta velocidad, y el tren de tipo maglev se desplaza en el tubo para desplazarse a la velocidad más alta de 9200 km/h.
En este caso, dado que el vehículo se desplaza en el tubo en un estado sin contacto a una velocidad muy rápida, es necesario preparar un método para frenar eficazmente el vehículo.
Como métodos que se han estudiado hasta ahora, se conocen métodos para ajustar un área del vehículo y una tasa del compresor para controlar la resistencia al aire y la resistencia de generación de potencia mediante un motor lineal o para frenar el vehículo en reacción a un tubo de conducción de vacío parcial usando un imán (imanes permanentes, electroimanes, etc.) unido al vehículo que va a hacerse levitar mediante fuerza magnética.
Sin embargo, en estos métodos, la fuerza de frenado se genera en una zona local del tubo conductor de vacío parcial que reacciona con el imán para el frenado. Con el fin de permitir que el tubo resista la fuerza de frenado, tienen que aumentar de manera excéntrica 1) la rigidez y 2) el grosor del tubo y, por tanto, hay un problema de aumento innecesariamente rápido del coste de fabricación de la infraestructura de tubo.
Por tanto, con el fin de resolver este problema, se ha propuesto un nuevo concepto de sistema de frenado que puede distribuir de manera uniforme la fuerza de frenado a través del tubo conductor para realizar el frenado.
Con respecto a esto, el registro de patente coreana n.° 10-1130807 (título de la invención: VACUUM SECTIONAL MANAGEMENT SYSTEM AND VACUUM BLOCKING SCREEN DEVICE FOR THE TUBE RAILWAY) da a conocer un sistema ferroviario de tubo en el que se minimizan el ruido y la resistencia al aire para permitir que un tren se desplace a velocidad ultraalta usando un tubo que está en un estado de vacío sellado.
A continuación, se describirán los antecedentes de la técnica relacionada con un conmutador superconductor para el electroimán superconductor de tipo maglev según la presente invención.
Dado que un conductor de semiconductor o imán general tiene resistencia de contacto en el mismo, es difícil mantener campos magnéticos debido a la atenuación repentina de un arrollamiento superconductor debido a una pérdida de resistencia durante un funcionamiento en modo de corriente permanente. Por tanto, se usa el conmutador superconductor que puede activarse y desactivarse mediante control de un cambio de la superconductividad según una temperatura de un superconductor en el funcionamiento en modo de corriente permanente del arrollamiento superconductor.
La figura 15 es una vista que ilustra una estructura básica de un conmutador superconductor 1c según la técnica relacionada. El conmutador superconductor 1c tiene una estructura en la que un elemento de calentamiento de alambre caliente 3c que puede generar calor está instalado en un superconductor de alambre de tipo de película delgada 2c. Dado que el superconductor de alambre de tipo de película delgada 2c está dispuesto en nitrógeno líquido que tiene una temperatura de 77 K dentro de un depósito de enfriamiento, cuando no hay calor del elemento de calentamiento de alambre de calentamiento 3c, una capa superconductora 4c pasa a un estado superconductor, y la resistencia eléctrica se vuelve 0 [Q]. Sin embargo, cuando se aplica el calor al superconductor de alambre de tipo de película delgada 2c mediante el elemento de calentamiento de alambre caliente 3c para aumentar hasta una temperatura crítica, se interrumpe el fenómeno de superconducción para cambiar a un estado aislante. Por tanto, las propiedades de superconducción del elemento de calentamiento de alambre caliente 3c se controlan mediante el calor para realizar los estados de funcionamiento de activación y desactivación eléctrica.
Mientras tanto, el superconductor de alambre de tipo de película delgada 1 incluye una capa aislante 5c, una capa conductora de metal 6c y un sustrato 7c además de la capa superconductora 4c para fabricar un producto. Por tanto, aunque la capa superconductora 4c se aísle para desactivarse, hay resistencia eléctrica Rpcs presente a través de la capa conductora de metal 6c. Por consiguiente, el superconductor de alambre de tipo de película delgada 1 sirve como resistencia de descarga para retirar corriente que fluye a través del arrollamiento superconductor para liberar la magnetización del arrollamiento superconductor.
En este caso, cuando la energía almacenada en el arrollamiento superconductor es grande, un valor de la resistencia eléctrica Rpcs tiene que ser grande para una descarga rápida. Para ello, una longitud del alambre superconductor aumenta en la fabricación del conmutador superconductor provocando un problema en el que el conmutador aumenta de tamaño.
Además, el conmutador superconductor 1c que tiene una estructura de este tipo provoca un fenómeno en el que se evapora nitrógeno líquido porque el calor del elemento de calentamiento se transfiere fácilmente al nitrógeno líquido circundante. Como resultado, hay un problema en la estabilidad del electroimán superconductor.
A continuación, se describirán los antecedentes de la técnica relacionada con un aparato de estabilización de conducción de vehículo del sistema de transporte de hipertubo según la presente invención.
El sistema de transporte de hipertubo es una tecnología que transporta vehículos a una alta velocidad de más de 1.200 km/h mediante maglev y propulsión en el tubo de vacío parcial. Por ejemplo, recientemente se ha destacado como tecnología en la que la resistencia del ruido y el aire con respecto al dispositivo de tipo maglev se reduce usando el tubo encerrado que está en el estado de vacío parcial como vía férrea para realizar el transporte de ultraalta velocidad.
En el sistema de transporte de hipertubo, con frecuencia puede suceder que el vehículo se vea impactado por diversas perturbaciones tales como vibración, fuerza electromagnética, resistencia al aire y similares, ya que el vehículo se desplaza en el tubo que está en el estado de vacío parcial y está sellado frente a un entorno de desplazamiento de vehículo especial, es decir, presión atmosférica externa, ya que el vehículo se desplaza mediante la interacción de fuerza electromagnética entre el carril electromagnético dentro del tubo y el electroimán de lado de vehículo, ya que se genera resistencia al aire mediante el desplazamiento a alta velocidad del vehículo en el tubo que está en el estado de vacío parcial, y se usa el vehículo constituido por un cuerpo de vehículo y un bogie y similares.
En el sistema de transporte de hipertubo, dado que el vehículo se desplaza a una velocidad ultraalta de 1.200 km/h o más, incluso una perturbación muy pequeña puede provocar un gran accidente, y aunque no sea un accidente, la perturbación puede actuar como factor para reducir la comodidad del pasajero dentro del vehículo.
A continuación se describen algunos casos en los que se degrada la estabilidad de conducción de un vehículo debido a una perturbación en un entorno de conducción de vehículo especial del sistema de transporte de hipertubo. En primer lugar, la vía férrea dentro del tubo se ve afectada si se deforma el tubo. Si el tubo baja parcialmente debido a un terremoto o hundimiento del terreno, la vía férrea puede tener una diferencia de altura y puede producirse una deformación del tubo tal como un fenómeno de caída de la vía férrea de tubo entre una viga que soporta el tubo y una viga. Cuando se genera la diferencia de altura debido a una tolerancia de instalación en una porción de conexión entre el tubo y el tubo, se transmite un impacto al vehículo que se desplaza en la vía férrea de tubo deteriorando la estabilidad de conducción del vehículo.
En segundo lugar, el vehículo se hace levitar y se propulsa mediante la interacción de fuerza electromagnética entre el electroimán del vehículo y el carril electromagnético dentro del tubo. Por tanto, puede introducirse una fuerza electromagnética excesiva desde el carril electromagnético de lado de tubo al electroimán de lado de vehículo debido al problema de alineación de instalación del carril electromagnético instalado dentro del tubo, por ejemplo, alineación incorrecta del carril electromagnético debido a la deformación de tubo, un error de alineación cuando se instala el carril electromagnético y similares. Como resultado, la fuerza electromagnética puede transmitirse al vehículo reduciendo la estabilidad de conducción del vehículo. Evidentemente, puede generarse falta de uniformidad en la fuerza electromagnética debido a la interacción entre el carril electromagnético de lado de tubo y el electroimán de lado de vehículo deteriorando la estabilidad de conducción del vehículo.
En tercer lugar, en el tubo instalado sobre el terreno, en el terreno y en el mar, etc., es inevitable instalar una sección curva por el terreno, características, así como una sección recta en la formación de una trayectoria de desplazamiento de vehículo. Por consiguiente, puede generarse fuerza centrífuga cuando el vehículo se desplaza en una sección curva a una alta velocidad de 1.200 km/h o más deteriorando la estabilidad de conducción del vehículo. En cuarto lugar, el sistema de transporte de hipertubo puede tener una mezcla de una sección de tubo de vacío parcial como trayectoria de desplazamiento de vehículo y una sección de tubo cambiada del estado de vacío parcial al estado de presión atmosférica para permitir que los pasajeros suban o bajen del vehículo y para realizar mantenimiento y reparación del tubo. Por tanto, el cambio en la presión de aire puede generar resistencia al aire, o pueden generarse resistencia al aire y flujo de aire irregular debido al flujo de desplazamiento del vehículo que se desplaza dentro del tubo deteriorando la estabilidad de conducción del vehículo.
Por tanto, existe una necesidad urgente de desarrollo tecnológico para mejorar la estabilidad de conducción del vehículo atenuando el impacto provocado por las diversas perturbaciones tales como la vibración, la fuerza electromagnética y la resistencia al aire generada por un entorno de conducción de vehículo especial en el sistema de transporte de hipertubo.
A continuación, se describirán los antecedentes de la técnica relacionada con un aparato de frenado de vehículo del sistema de transporte de hipertubo según la presente divulgación.
El sistema de transporte de hipertubo es una tecnología que transporta vehículos a una alta velocidad de más de 1.200 km/h mediante maglev y propulsión en el tubo de vacío parcial. Por ejemplo, recientemente se ha destacado como tecnología en la que la resistencia del ruido y el aire con respecto al dispositivo de tipo maglev se reduce usando el tubo encerrado que está en el estado de vacío parcial como vía férrea de tren para realizar el transporte de ultraalta velocidad.
El sistema de transporte de hipertubo incluye un tubo que está aislado del exterior para mantener el interior a una baja presión, es decir, un estado de vacío, un vehículo que desplaza dentro del tubo en el estado de vacío, un motor síncrono lineal motor (LSM) constituido por un estator proporcionado en un lado de pista del tubo y un rotor proporcionado en el vehículo para corresponder al estator de lado de tubo para generar fuerza de propulsión en una dirección longitudinal del tubo, una unidad de guía de levitación que hace levitar el vehículo mediante la fuerza magnética y coloca el vehículo en un eje concéntrico dentro del tubo, y un dispositivo de suministro de potencia instalado en una porción superior de una superficie circunferencial interna del tubo y una superficie circunferencial externa del vehículo correspondiente a la porción superior para suministrar potencia al vehículo.
El sistema de transporte de hipertubo es una unidad de transporte terrestre, que se desplaza a una velocidad ultraalta que está cerca de la velocidad del sonido, tal como más de 1.200 km/h y, por tanto, las tecnologías para desacelerar y frenar el vehículo son las más importantes.
Es decir, la desaceleración y el frenado de vehículo tienen que realizarse de manera rápida y precisa en diversas situaciones peligrosas tales como un problema en cualquier dispositivo del vehículo, un riesgo de colisión entre vehículos, o daño a la pista de tubo debido a la perturbación. Evidentemente, la desaceleración y el frenado tienen que realizarse de manera apropiada para que el vehículo llegue a su destino en el sistema de transporte de hipertubo.
En general, el frenado de desplazamiento y desaceleración del vehículo puede realizarse mediante el método de maglev y propulsión en el sistema de transporte de hipertubo. Por ejemplo, el frenado de desplazamiento y desaceleración del vehículo puede realizarse usando la fuerza magnética del motor síncrono lineal (LSM) instalado en la pista de tubo. En la técnica anterior, hay un problema ya que el vehículo se frena únicamente en una sección de la pista de tubo, en la que está instalado el motor síncrono lineal (LSM). Además, con el fin de poder frenar el vehículo en todas las secciones de la pista de tubo, el motor síncrono lineal (LSM) tiene que instalarse en todas las secciones de la pista de tubo, dando como resultado costes de construcción excesivos del sistema de transporte de hipertubo.
Mientras tanto, muchos países están actualmente desarrollando sistemas de transporte de hipertubo, y la mayoría de ellos se centran únicamente en la investigación y desarrollo de técnicas de conducción de vehículo. Es decir, se refieren únicamente a las técnicas de frenado de vehículo, por ejemplo, el concepto del frenado de vehículo, tal como frenado del vehículo que se desplaza en el tubo, que está en el estado de vacío parcial, usando arena, y no proporcionan ninguna técnica de implementación de frenado de vehículo específica.
A continuación, se describirán los antecedentes de la técnica relacionada con un tren de tipo maglev que incluye el recolector de energía según la presente invención y un sistema de infraestructura en el que se desplaza el tren de tipo maglev.
La propulsión de tipo maglev se refiere a propulsión mediante levitación del tren a una determinada altura desde la pista usando la fuerza electromagnética. El tren de tipo maglev incluye una pista y un bogie que se hace levitar y se propulsa sobre la pista de una manera sin contacto.
El tren de tipo maglev propulsa el bogie en un estado de estar separado de la pista aplicando fuerza de atracción o fuerza de repulsión mediante un electroimán entre el bogie y la pista. Tal como se describió anteriormente, dado que el sistema de tipo maglev se propulsa en el estado sin contacto con la pista, el ruido y la vibración son bajos, y es posible una propulsión a alta velocidad.
El tren de tipo maglev está dotado de un imán para la levitación y se clasifica en un tipo de atracción usando fuerza de atracción del imán y un tipo de repulsión usando fuerza de repulsión del imán. Además, el imán de tipo maglev incluye un electroimán superconductor, un electroimán de conducción de fase y un imán permanente.
Las componentes de fuerza principales del tren de tipo maglev incluyen fuerza de levitación, fuerza de propulsión y fuerza de guiado. En este caso, de la fuerza de levitación se encarga el imán de levitación, la fuerza de propulsión se genera por un electroimán, un imán permanente o una placa conductora según el tipo de motor síncrono lineal, y de la fuerza de guiado se encarga el imán de guiado.
Con el fin de suministrar potencia al tren de tipo maglev, se instala un suministro de potencia que incluye una batería de gran capacidad, y el suministro de potencia tiene que controlarse de manera estable para generar de manera estable la fuerza de levitación, la fuerza de guiado y la fuerza de propulsión.
En los últimos años, está en curso el desarrollo de un tren de tipo hipertubo, que permite que tren de tipo maglev se desplace en el túnel de tipo tubo que se mantiene en el estado de vacío parcial usando un tren de tipo maglev de este tipo.
Con respecto a esto, la publicación de patente coreana n.° 10-2016-0103862 (título de la invención: MAGNETIC LEVITATlON TRAIN HAVING CONTROLLER) da a conocer un tren de levitación magnética que se mueve haciéndose levitar mediante fuerza magnética.
Dado que el tren de tipo maglev funciona de una manera sin contacto, se genera una gran cantidad de vibración en una dirección vertical o en direcciones izquierda y derecha mientras se desplaza el vehículo y, por tanto, es difícil proporcionar una unidad eficaz para reducir tal vibración.
Además, dado que diversos tipos de energía, incluyendo los campos magnéticos generados en el vehículo, se suministran al aparato terrestre instalado alrededor del tren de tipo maglev, es necesario reciclar tales fuentes de energía, mejorando de ese modo la eficiencia de uso de energía.
Divulgación de la invención
Problema técnico
La presente invención se define por la reivindicación independiente 1. En las reivindicaciones dependientes se definen características preferidas.
Las realizaciones y objetivos descritos en la presente divulgación, que pueden o no encontrarse dentro del alcance de la presente invención, son útiles para entender el sistema de transporte de hipertubo.
Un objetivo técnico de la presente divulgación, que se refiere a un refrigerante para enfriar aire comprimido en un sistema de transporte de hipertubo y a un sistema de enfriamiento de aire comprimido que usa el mismo, es proporcionar un refrigerante para aire comprimido en un tren de hipertubo, que se usa como refrigerante mezclando propanodiol y etilenglicol con una mezcla de aguanieve y agua, pero no enfría el aire comprimido usando un agua de enfriamiento, y un sistema de enfriamiento de aire comprimido que usa el mismo.
Un objetivo técnico de la presente divulgación, que se refiere a un aparato y método de frenado de un vehículo de tren que se desplaza en un tubo de vacío, es proporcionar un aparato que pueda proporcionar eficazmente fuerza de frenado a un vehículo de tren que se desplaza en un tubo de vacío.
Un objetivo técnico de la presente invención, que se refiere a un conmutador superconductor para un electroimán superconductor de tipo maglev, es proporcionar un conmutador superconductor para un electroimán superconductor de tipo maglev que pueda realizar de manera fácil y estable una operación de activación-desactivación de corriente en comparación con el conmutador superconductor según la técnica relacionada y que pueda mejorar una tasa de carga/descarga de corriente con respecto a un arrollamiento superconductor durante un funcionamiento en modo de corriente permanente.
Un objetivo técnico de la presente divulgación, que se refiere a un aparato de estabilización de conducción de vehículo de un sistema de transporte de hipertubo, es proporcionar un dispositivo de estabilización de conducción de vehículo de un sistema de transporte de hipertubo, en el que una placa elástica, una suspensión pasiva, una suspensión activa, un amortiguador de fuerza electromagnética y un álabe de ajuste aerodinámico están instalados selectivamente en un vehículo que se desplaza en un tubo que está en un estado de vacío parcial para reducir un impacto provocado por diversas perturbaciones tales como vibración, fuerza electromagnética, resistencia al aire, un flujo de aire irregular y similares, que están provocadas por entornos de conducción de vehículo especiales, mejorando de ese modo la estabilidad de conducción del vehículo.
Un objetivo técnico de la presente divulgación, que se refiere a un dispositivo de frenado de vehículo de un sistema de transporte de hipertubo, es proporcionar un dispositivo de frenado de vehículo de un sistema de transporte de hipertubo, en el que un álabe de apertura/cierre de compresor, un álabe de bloqueo de hueco de flujo y un material de dilatación por humedad están selectivamente instalados en un lado de cabeza delantera de un vehículo que se desplaza en un tubo que está en un estado de vacío parcial para bloquear un flujo de aire que pasa a través del lado de cabeza delantera del vehículo o bloquear un flujo de aire que pasa a través de un hueco entre el vehículo y el tubo, frenando de ese modo el vehículo.
Un objetivo técnico de la presente divulgación, que se refiere a un tren de tipo maglev que incluye un recolector de energía y a un sistema de infraestructura en el que se desplaza el tren de tipo maglev, es proporcionar un tren de tipo maglev que incluye un recolector de energía, en el que el recolector de energía para recopilar diversas fuentes de energía para producir potencia está dispuesto en el tren de tipo maglev o el sistema de infraestructura para mejorar la estabilidad de conducción del tren así como la producción de la potencia, y un sistema de infraestructura en el que se desplaza el tren de tipo maglev.
Solución técnica
En un refrigerante para enfriar aire comprimido de un sistema de transporte de hipertubo y un sistema de enfriamiento de aire comprimido que usa el mismo según la presente divulgación, el refrigerante para enfriar el aire comprimido del sistema de transporte de hipertubo es una mezcla en la que se mezcla una mezcla de propanodiol (C<3>H<8>O<2>) y etilenglicol (C<2>H<6>O<2>) con aguanieve en el que se mezclan hielo y agua.
En este caso, el aguanieve en el que se mezclan hielo y agua puede ser una mezcla de hielo y agua a una razón en peso de 85:15.
Además, el aguanieve, en el que se mezclan hielo y agua, y una mezcla de propanodiol (C<3>H<8>O<2>) y etilenglicol (C<2>H<6>O<2>) pueden mezclarse a una razón en peso de 1:9.
Además, la mezcla de propanodiol (C<3>H<8>O<2>) y etilenglicol (C<2>H<6>O<2>) está compuesta por del 90 % al 70 % en peso de propanodiol (C<3>H<8>O<2>) y del 10 % al 30 % en peso de etilenglicol (C<2>H<6>O<2>).
Además, en un refrigerante para enfriar aire comprimido de un sistema de transporte de hipertubo y un sistema de enfriamiento de aire comprimido que usa el mismo según la presente divulgación, un sistema de enfriamiento de aire comprimido del sistema de transporte de hipertubo incluye un depósito de aguanieve configurado para almacenar un disolvente de enfriamiento en el que se mezclan propanodiol (C<3>H<8>O<2>) y etilenglicol (C<2>H<6>O<2>) en aguanieve en el que se mezclan hielo y agua y un interenfriador configurado para enfriar el disolvente de enfriamiento del depósito de aguanieve poniendo en contacto el aire comprimido en un compresor.
En este caso, el aguanieve en el que se mezclan hielo y agua puede ser una mezcla de hielo y agua a una razón en peso de 85:15.
Además, el aguanieve, en el que se mezclan hielo y agua, y una mezcla de propanodiol (C<3>H<8>O<2>) y etilenglicol (C<2>H<6>O<2>) pueden mezclarse a una razón en peso de 1:9.
Además, la mezcla de propanodiol (C<3>H<8>O<2>) y etilenglicol (C<2>H<6>O<2>) está compuesta por del 90 % al 70 % en peso de propanodiol (C<3>H<8>O<2>) y del 10 % al 30 % en peso de etilenglicol (C<2>H<6>O<2>).
En un aparato y método de frenado de un vehículo de tren que se desplaza en un tubo de vacío según la presente divulgación, el vehículo de tren que se desplaza en tubo que se desplaza en el tubo de conducción incluye un primer electroimán dispuesto en una cabeza delantera del vehículo, un segundo electroimán dispuesto en una cola trasera del vehículo, y un suministro de potencia configurado para suministrar potencia al primer electroimán y al segundo electroimán, en el que el suministro de potencia suministra corriente al primer electroimán y al segundo electroimán en respuesta a una señal de frenado del vehículo para magnetizar la cabeza delantera del vehículo con una primera polaridad y magnetizar la cola trasera del vehículo con una segunda polaridad.
En un aparato y método de frenado de un vehículo de tren que se desplaza en un tubo de vacío según la presente divulgación, el método de frenado del vehículo de tren que se desplaza en el tubo de vacío incluye: (a) recibir información de velocidad y campo magnético de un vehículo a través de un sensor de movimiento y un sensor de campo magnético mediante un controlador de desplazamiento; (b) ajustar la corriente que fluye a través de un primer electroimán y un segundo electroimán mediante un suministro de potencia basándose en información de velocidad y campo magnético del vehículo, que se reciben por el controlador de desplazamiento; (c) magnetizar un cabeza delantera de vehículo con una primera polaridad y magnetizar una cola trasera de vehículo con una segunda polaridad mediante la corriente recibida a través del suministro de potencia usando el primer electroimán y el segundo electroimán; y (d) permitir que el vehículo obtenga fuerza de frenado y empiece una desaceleración para detenerse.
Un conmutador superconductor para un electroimán superconductor de tipo maglev se proporciona en el electroimán superconductor para realizar una conmutación a un modo de carga y un modo de corriente permanente, en el que el conmutador superconductor incluye una carcasa, un alambre superconductor enrollado en la carcasa, una bobina formada en una porción central de la carcasa para permitir enrollar el alambre superconductor, y un elemento de calentamiento instalado en un espacio central de la bobina para generar calor cuando se aplica corriente desde el exterior.
En una realización, la bobina puede estar realizada de un material conductor para transferir calor generado desde el elemento de calentamiento hasta el alambre superconductor.
En una realización, la carcasa puede incluir una parte inferior que tiene una forma de placa circular y una parte de pared lateral formada a una altura predeterminada desde la parte inferior y puede incluir un cuerpo principal del que una porción superior está abierta para albergar la bobina, el alambre superconductor y el elemento de calentamiento y una parte de cubierta configurada para cubrir una porción de la porción superior del cuerpo principal.
En una realización, el alambre superconductor puede estar enrollado en una zona que está superpuesta a la parte de cubierta y puede no estar en contacto con un medio de enfriamiento externo por la parte de cubierta.
En una realización, la bobina puede tener un diámetro menor que el de la parte inferior, un intervalo predeterminado puede estar definido desde la parte de pared lateral hasta la bobina, y el alambre superconductor puede estar enrollado en el espacio de enrollamiento en el que está definido el intervalo.
En la presente invención, el alambre superconductor puede incluir un par de unidades de alambre primera y segunda superpuestas entre sí, y las unidades de alambre primera y segunda pueden estar enrolladas varias veces en el espacio de enrollamiento.
En una realización, las unidades de alambre primera y segunda pueden ser un alambre que se extiende.
En una realización, el par de unidades de alambre primera y segunda superpuestas pueden extenderse en una forma cuyos extremos conectados entre sí están redondeados de modo que los extremos están separados uno de otro, y cada extremo puede extenderse uno de otro para estar adyacentes para superponerse entre sí entre sí hasta ambos extremos de los mismos.
En una realización, un extremo de la primera unidad de alambre puede estar formado en un espacio central de la bobina, y un extremo de la segunda unidad de alambre puede estar formado en un espacio de enrollamiento para enrollarse a lo largo de una superficie exterior de la bobina.
En una realización, la bobina puede incluir un primer orificio pasante a través del cual pasan los extremos de las unidades de alambre primera y segunda conectados entre sí, un segundo orificio pasante a través del cual se extiende un extremo de la primera unidad de alambre, y un tercer orificio pasante a través del cual pasan ambos extremos de las unidades de alambre primera y segunda.
En una realización, el elemento de calentamiento puede incluir un primer elemento de calentamiento dispuesto en un primer espacio del espacio central y un segundo elemento de calentamiento dispuesto en un segundo espacio del espacio central, en el que los elementos de calentamiento primero y segundo pueden ser simétricos entre sí con respecto al extremo de la primera unidad de alambre.
En una realización, las unidades de alambre primera y segunda pueden estar aisladas una de otra al estar cubiertas con un aislante sobre superficies circunferenciales externas enteras de las mismas y pueden estar aisladas de la bobina.
En un aparato de estabilización de conducción de vehículo de un sistema de transporte de hipertubo según la presente invención, el aparato de estabilización de conducción de vehículo del sistema de transporte de hipertubo incluye una parte de sellado que tiene un espacio interno que está aislado de un lado de presión atmosférica externo y un vehículo constituido por un cuerpo de vehículo y un bogie para desplazarse en la parte de sellado, en el que un electroimán se proporciona en el bogie del vehículo, y un carril electromagnético se proporciona en una pared interna de la parte de sellado de modo que el vehículo se desplaza mediante fuerza electromagnética entre el bogie de lado de vehículo electroimán y la carril electromagnético de lado de pared interna de parte de sellado, el aparato de estabilización de conducción de vehículo comprende un atenuador de impacto de perturbación proporcionado en un lado del vehículo para atenuar un impacto de perturbación provocado por vibración, fuerza electromagnética, resistencia al aire o un flujo de aire irregular, que se genera cuando el vehículo se desplaza en la parte de sellado que está en un estado de vacío parcial, y el atenuador de impacto de perturbación evita que el impacto de perturbación, que está provocado por la vibración, la fuerza electromagnética, la resistencia al aire o el flujo de aire irregular, se transmita desde el lado de bogie del vehículo hacia el lado de cuerpo de vehículo.
En un aparato de frenado de vehículo de un sistema de transporte de hipertubo según la presente divulgación, el aparato de frenado de vehículo del sistema de transporte de hipertubo incluye un tubo que tiene un espacio interno que está sellado de un lado de presión atmosférica externo, un vehículo configurado para desplazarse en el tubo, una parte de bloqueo de flujo de aire instalada en un lado de vehículo para bloquear un flujo de aire que pasa a través de un lado de cabeza delantera de vehículo o bloquear un flujo de aire que pasa a través de un hueco entre el vehículo y el tubo, en el que la desaceleración y frenado de vehículo se realizan mediante una operación de control de la parte de bloqueo de flujo de aire.
En un tren de tipo maglev que comprende un recolector de energía y una infraestructura en la que se desplaza el tren de tipo maglev según una realización de la presente invención, el tren de tipo maglev que incluye el recolector de energía incluye: un cuerpo principal del tren; un electroimán dispuesto en cada una de superficies izquierda y derecha del cuerpo principal a lo largo de una dirección en la que se desplaza el tren de tipo maglev; y uno o más recolectores de energía dispuestos en el cuerpo principal para generar potencia basándose en vibración del cuerpo principal, en el que cada uno de los recolectores de energía incluye: un primer módulo de generación de potencia configurado para convertir vibración generada a lo largo de la dirección de desplazamiento del cuerpo principal en energía eléctrica; un segundo módulo de generación de potencia configurado para convertir vibración generada a lo largo de una dirección de fuerza de guiado que actúa sobre el cuerpo principal en energía eléctrica; y un tercer módulo de generación de potencia configurado para convertir vibración generada a lo largo de una dirección de fuerza de levitación que actúa sobre el cuerpo principal en energía eléctrica.
Además, en un tren de tipo maglev que comprende un recolector de energía y una infraestructura en la que se desplaza el tren de tipo maglev según la presente divulgación, el sistema de infraestructura en la que se desplaza el tren de tipo maglev que incluye el recolector de energía incluye al menos un arrollamiento de levitación instalado en cada superficie lateral del tren de tipo maglev a lo largo de una trayectoria de desplazamiento, un dispositivo de almacenamiento de energía configurado para almacenar energía eléctrica inducida en el arrollamiento de levitación, y un controlador configurado para controlar una operación de cada uno del arrollamiento de levitación y el dispositivo de almacenamiento de energía, en el que el controlador controla fuerza electromotriz inducida generada a medida que el tren de tipo maglev pasa a través del arrollamiento de levitación para almacenarse en el dispositivo de almacenamiento de energía.
Efectos ventajosos
En el refrigerante para enfriar el aire comprimido del sistema de transporte de hipertubo y el sistema de enfriamiento de aire comprimido que usa el mismo, el refrigerante en el que se mezclan el aguanieve, en el que se mezclan hielo y agua, y propanodiol (C<3>H<8>O<2>) y etilenglicol (C<2>H<6>O<2>) puede usarse en el sistema de enfriamiento aplicado al tren de hipertubo y el tubo de cápsula subsónica para acoplarse con el compresor para reducir el volumen requerido para el enfriamiento en más de 92 veces, pudiendo aplicarse de ese modo al sistema de enfriamiento práctico.
Particularmente, en el refrigerante para enfriar el aire comprimido del sistema de transporte de hipertubo y el sistema de enfriamiento de aire comprimido que usa el mismo, resulta ventajoso porque se mezclan propanodiol (C<3>H<8>O<2>) y etilenglicol (C<2>H<6>O<2>) a una determinada razón en peso con el aguanieve en el que se mezclan hielo y agua de modo que el punto de congelación se reduce adicionalmente hasta -100 °C o menos para reducir adicionalmente el volumen del sistema de enfriamiento en su conjunto, y el punto de ebullición se define hasta 200 °C o más de modo que no hay ninguna preocupación por la gasificación.
Además, cuando se explican los efectos del aparato y método de frenado del vehículo de tren que se desplaza en el tubo de vacío según la presente divulgación, el vehículo de tren que se desplaza en tubo propuesto en la presente divulgación puede proporcionar eficazmente la fuerza de frenado al vehículo de tren a través de la estructura relativamente simple, mejorando de ese modo significativamente la estabilidad de conducción del vehículo. En particular, puede esperarse que el vehículo de alta velocidad sin contacto proporcione la fuerte fuerza de frenado al coste relativamente bajo.
Además, se describirá el efecto del conmutador superconductor para el electroimán superconductor de levitación magnética según la presente divulgación.
Según las realizaciones de la presente divulgación, dado que las unidades de alambre primera y segunda están apiladas y enrolladas varias veces en el espacio de enrollamiento, las unidades de alambre primera y segunda pueden extenderse de manera relativamente extensa y, por tanto, puede ser posible implementar el alambre superconductor que se extiende de manera relativamente extensa en el espacio del volumen, fabricando de ese modo el conmutador superconductor que tiene la gran resistencia (Rpcs).
Particularmente, cuando la energía almacenada en el arrollamiento superconductor del imán superconductor es grande al funcionar en el modo de corriente permanente, la tasa de descarga puede aumentar, lo cual resulta ventajoso para aplicar el electroimán superconductor de tipo maglev de gran capacidad.
Además, dado que el elemento de calentamiento y la bobina están instalados dentro de la carcasa y están cubiertos por la parte de cubierta, el elemento de calentamiento y la bobina pueden no entrar directamente en contacto con el nitrógeno líquido externo para evitar que se produzca el fenómeno de burbujas del nitrógeno líquido mediante el conmutador superconductor, mejorando de ese modo la estabilidad de conducción.
Además, dado que cada una de las unidades de alambre primera y segunda está aislada mediante la cinta aislante, las unidades de alambre primera y segunda pueden estar eléctricamente aisladas una de otra incluso sin estar superpuestas entre sí y pueden estar aisladas de la bobina. Tal como se describió anteriormente, cuando se aplica calor, dado que las unidades de alambre primera y segunda están aisladas una de otra para generar la resistencia, la resistencia entre las unidades de alambre primera y segunda puede disminuir debido a la conexión eléctrica entre las unidades de alambre primera y segunda, y puede realizarse fielmente la función de conmutación del alambre superconductor mediante la resistencia.
Además, dado que las unidades de alambre primera y segunda están formadas de modo que cada uno de ambos extremos de las unidades de alambre primera y segunda, que están conectados entre sí, se extiende en la forma redondeada, cuando las unidades de alambre primera y segunda se extienden para entrar en contacto entre sí, puede evitarse el daño o cortocircuito de las unidades de alambre primera y segunda debido al pliegue en la porción de conexión entre las mismas.
Además, se describirán los efectos del aparato de estabilización de conducción de vehículo del sistema de transporte de hipertubo de la presente divulgación.
Por tanto, puede haber una necesidad urgente del desarrollo de tecnología para mejorar la estabilidad de conducción del vehículo atenuando el impacto provocado por las diversas perturbaciones tales como la vibración, la fuerza electromagnética y la resistencia al aire generada por el entorno de conducción de vehículo especial en el sistema de transporte de hipertubo.
Además, la presente divulgación puede enfrentarse al impacto de las diversas perturbaciones para mejorar la comodidad de uso de los pasajeros en el vehículo y evitar previamente el accidente del sistema de transporte de hipertubo.
Además, los efectos del aparato de frenado de vehículo del sistema de transporte de hipertubo de la presente divulgación son los siguientes.
La presente divulgación puede proponer la técnica de bloqueo de flujo de aire de lado de cabeza delantera de vehículo que está optimizada para el entorno de tubo de vacío parcial para realizar el frenado de vehículo. Por tanto, puede haber un efecto de desacelerar y frenar de manera rápida y precisa el vehículo en las situaciones tales como el frenado en condiciones de funcionamiento normal tales como llegada al destino en el sistema de transporte de hipertubo y el frenado de emergencia en respuesta a las diversas situaciones peligrosas tales como los problemas en cualquier dispositivo del vehículo, el riesgo de colisión entre los vehículos o el daño de la pista de tubo debido a la perturbación.
Además, la presente divulgación puede tener el efecto de reducir el coste de construcción del sistema de transporte de hipertubo porque el vehículo se desacelera y frena en todas las secciones de la pista de tubo en las que no está instalado el motor síncrono lineal (LSM).
Además, en el tren de tipo maglev que incluye el recolector de energía según la presente divulgación y el sistema de infraestructura en el que se desplaza el tren de tipo maglev, el recolector de energía que genera la potencia recopilando las diversas fuentes de energía en el tren de tipo maglev o su sistema de infraestructura, mejorando de ese modo la estabilidad de conducción del tren de tipo maglev así como la producción de la potencia. Por tanto, la energía que va a desperdiciarse en el tren de tipo maglev o sistema de hipertubo puede reciclarse.
Breve descripción de los dibujos
Los dibujos relacionados con un refrigerante para enfriar aire comprimido en un sistema de transporte de hipertubo y un sistema de enfriamiento de aire comprimido que usa el mismo son los siguientes.
La figura 1 es una vista que ilustra una cabeza delantera de a cápsula de tren de tubo general y un compresor. La figura 2 es una vista que ilustra un tren de hipertubo general y tren de tipo cápsula.
La figura 3 es un diagrama de configuración de un sistema de enfriamiento de aire comprimido según una técnica relacionada.
La figura 4 es un diagrama de configuración que ilustra un sistema de enfriamiento de aire comprimido de un sistema de transporte de hipertubo según la presente divulgación.
La figura 5 es una vista que ilustra movimiento de energía dependiendo de un cambio de fase en agua.
La figura 6 es una vista para explicar una diferencia de peso cuando se usa agua pura como refrigerante para enfriar aire comprimido del tren de hipertubo y cuando se usa una mezcla de hielo y agua como refrigerante.
La figura 7 es una vista para explicar una diferencia de volumen cuando se usa agua pura como refrigerante para enfriar el aire comprimido del tren de hipertubo y cuando se usa la mezcla de hielo y agua como refrigerante.
La figura 8 es una vista que ilustra un cambio del punto de congelación de propanodiol y etilenglicol dependiendo de una concentración.
Los dibujos relacionados con un aparato y método de frenado del vehículo de tren que se desplaza en el tubo de vacío según la presente divulgación son los siguientes.
La figura 9 es una vista que ilustra un electroimán dispuesto en un vehículo de tren que se desplaza en un tubo de vacío y dispositivos para controlar el electroimán según una realización de la presente divulgación.
La figura 10 es una vista a modo de ejemplo que ilustra una forma del electroimán dispuesto en el vehículo de tren que se desplaza en el tubo de vacío según una realización de la presente divulgación.
La figura 11 es una vista a modo de ejemplo para explicar un principio de frenado del vehículo de tren que se desplaza en el tubo de vacío según una realización de la presente divulgación.
La figura 12 es una vista a modo de ejemplo para explicar un principio de frenado del vehículo de tren que se desplaza en el tubo de vacío según una realización de la presente divulgación.
La figura 13 es una vista a modo de ejemplo para explicar un principio de frenado del vehículo de tren que se desplaza en el tubo de vacío según una realización de la presente divulgación.
La figura 14 es una vista a modo de ejemplo para explicar un principio de frenado del vehículo de tren que se desplaza en el tubo de vacío según una realización de la presente divulgación.
Los dibujos relacionados con un conmutador superconductor para un electroimán superconductor de tipo maglev según la presente divulgación son los siguientes.
La figura 15 es una vista que ilustra una estructura básica de un conmutador superconductor según la técnica relacionada.
La figura 16 es una vista en perspectiva de un electroimán superconductor de tipo maglev dotado del conmutador superconductor según una realización de la presente divulgación.
Las figuras 17a y 17b son diagramas de circuito equivalente que ilustran un estado en el que un arrollamiento superconductor del electroimán superconductor de la figura 16 funciona en un modo de corriente permanente y un modo de carga.
La figura 18 es una vista en perspectiva que ilustra un conmutador superconductor al que se le aplica el electroimán superconductor de tipo maglev de la figura 16.
La figura 19 es una vista en sección transversal del conmutador superconductor, tomada a lo largo de la línea I-I' de la figura 18.
La figura 20 es un diagrama de configuración interna del conmutador superconductor de la figura 18.
La figura 21 es una vista esquemática que ilustra un estado en el que un alambre superconductor del conmutador superconductor de la figura 18 está enrollado.
Los dibujos relacionados con un aparato de estabilización de conducción de vehículo del sistema de transporte de hipertubo según la presente divulgación son los siguientes.
La figura 22 es un diagrama explicativo que ilustra el sistema de transporte de hipertubo al que se le aplica la presente divulgación.
Las figuras 23a y 23b son diagramas de configuración de un aparato de estabilización de conducción de vehículo según un primer ejemplo de la presente invención.
La figura 24 es un diagrama de configuración de un aparato de estabilización de conducción de vehículo según un segundo ejemplo de la presente invención.
La figura 25 es un diagrama de configuración de un aparato de estabilización de conducción de vehículo según un tercer ejemplo de la presente divulgación.
Los dibujos relacionados con un aparato de frenado de vehículo del sistema de transporte de hipertubo según la presente divulgación son los siguientes.
La figura 26a es un diagrama explicativo que ilustra el sistema de transporte de hipertubo al que se le aplica la presente divulgación.
La figura 26b es un diagrama de configuración que ilustra un aparato de frenado de vehículo de un sistema de transporte de hipertubo según un primer ejemplo de la presente invención.
Las figuras 27a son 27c son vistas en perspectiva de un álabe de apertura/cierre de compresor de la figura 26b. La figura 28 es un gráfico que ilustra el rendimiento de frenado de vehículo cuando se usa el álabe de apertura/cierre de compresor de la figura 26b.
La figura 29 es una vista en perspectiva de un álabe de bloqueo de hueco de flujo de la figura 26b.
La figura 30 es una vista explicativa que ilustra un funcionamiento del álabe de bloqueo de hueco de flujo de la figura 26b.
Las figuras 31a y 31b son vistas explicativas que ilustran un algoritmo de control de funcionamiento de un aparato de frenado de vehículo según un primer ejemplo de la presente invención.
La figura 32 es una vista explicativa que ilustra un ángulo de un álabe de apertura/cierre de compresor y un ángulo de un álabe de bloqueo de hueco de flujo según el primer ejemplo de la presente invención.
Las figuras 33a, 33b, 34a y 34b son diagramas de configuración que ilustran un aparato de frenado de vehículo de un sistema de transporte de hipertubo según un segundo ejemplo de la presente invención.
La figura 35 es una vista explicativa que ilustra un dispositivo de suministro de agua para un material de dilatación por humedad según el segundo ejemplo de la presente invención.
Las figuras 36a a 36e son vistas explicativas que ilustran el material de dilatación por humedad según el segundo ejemplo de la presente invención.
Los dibujos relacionados con un tren de tipo maglev que incluye el recolector de energía según la presente divulgación y un sistema de infraestructura en el que se desplaza el tren de tipo maglev los siguientes.
La figura 37 es una vista esquemática de un tren de tipo maglev que incluye un recolector de energía según una realización de la presente divulgación.
La figura 38 es una vista para explicar el recolector de energía según una realización de la presente divulgación. La figura 39 es una vista para explicar un primer módulo de generación de potencia según una realización de la presente divulgación.
La figura 40 es una vista para explicar un segundo módulo de generación de potencia y un tercer módulo de generación de potencia según una realización de la presente divulgación.
La figura 41 es una vista para explicar un sistema de infraestructura según una realización de la presente divulgación.
Modo para llevar a cabo la invención
No debe interpretarse que términos o palabras usados en la memoria descriptiva y las reivindicaciones estén limitados a un significado léxico, y deben entenderse como nociones apropiadas por el inventor basándose en que puede definir los términos para describir su divulgación de la mejor manera para que la perciban los demás.
Por tanto, las realizaciones descritas en esta memoria descriptiva y las construcciones ilustradas en los dibujos sólo son realizaciones preferidas de la presente divulgación, y pueden no describir exhaustivamente el espíritu técnico. Por consiguiente, debe entenderse que diversos equivalentes y modificaciones que pueden sustituir a las realizaciones pueden proporcionarse en un momento de aplicación de esta memoria descriptiva.
A continuación en el presente documento, se describirán en detalle realizaciones de la presente divulgación con referencia a los dibujos adjuntos de tal manera que la idea técnica la presente divulgación puede llevarse a cabo más fácilmente por un experto habitual en la técnica a la que pertenece la divulgación. Sin embargo, la presente divulgación puede implementarse en diferentes formas y no debe interpretarse como limitada a las realizaciones expuestas en el presente documento. En los dibujos, cualquier cosa innecesaria para describir la presente divulgación se omitirá por claridad, y además números de referencia iguales en los dibujos designan elementos iguales. A continuación en esta memoria descriptiva, cuando se menciona que una parte está “conectada” a otra parte, debe entenderse que la primera puede estar “directamente conectada” a la segunda, o “eléctricamente conectada” a la segunda a través de un elemento intermedio. Además, cuando se describe que una comprende (o incluye o tiene) algunos elementos, debe entenderse que puede comprender (o incluir o tener) únicamente esos elementos, o puede comprender (o incluir o tener) otros elementos así como los elementos si no hay ninguna limitación específica.
Dado que la presente divulgación puede tener diversas realizaciones modificadas, se ilustran realizaciones específicas en los dibujos y se describen en la descripción detallada del concepto inventivo. Sin embargo, esto no limita la presente divulgación dentro de realizaciones específicas y debe entenderse que la presente divulgación cubre todas las modificaciones, equivalentes y sustituciones dentro de la idea y el alcance técnico del concepto inventivo. Números de referencia iguales se refieren a elementos iguales en todas partes. Se entenderá que, aunque se usan términos tales como “primero” y “segundo” en el presente documento para describir diversos elementos, estos elementos no deben limitarse mediante estos términos.
Los términos sólo se usan para distinguir un componente de otros componentes. En la siguiente descripción, los términos técnicos sólo se usan para explicar una realización a modo de ejemplo específica, mientras que no limitan la presente divulgación. Los términos de una forma en singular pueden incluir formas en plural a menos que se mencione lo contrario.
El significado de “incluir” o “comprender” o “consistir” o “que consiste” o similares especifica una propiedad, un número, una etapa, una operación, un componente, un elemento y/o una combinación de los mismos pero no excluye otras propiedades, números, etapas, operaciones, componentes, elementos y/o combinaciones de los mismos.
A menos que se defina lo contrario, todos los términos usados en el presente documento, incluyendo términos técnicos o científicos, tienen el mismo significado que el entendido habitualmente por un experto habitual en la técnica. Términos tales como términos que se usan generalmente y se encuentran en diccionarios deben interpretarse como que tienen significados que coinciden con los significados contextuales en la técnica. En esta descripción, a menos que se definan claramente, los términos no se interpretan de manera ideal y excesiva con significados formales.
En la siguiente descripción, se han presentado detalles específicos de la divulgación para proporcionar una comprensión más exhaustiva de la divulgación, lo cual es una práctica común en la técnica que la divulgación puede ponerse fácilmente en práctica sin estos detalles específicos y mediante variaciones de los mismos. Esto resultará evidente para un experto en la técnica. Además, descripciones detalladas relacionadas con funciones o configuraciones muy conocidas se descartarán con el fin de no complicar innecesariamente objetos de la presente divulgación.
A continuación en el presente documento, con referencia a los dibujos adjuntos, se describirán en detalle realizaciones preferidas de la presente divulgación, centrándose en las partes necesarias para entender el funcionamiento y la acción según la presente divulgación.
A continuación se describirá en detalle el mejor modo para llevar a cabo la presente divulgación relacionado con un refrigerante para enfriamiento de aire comprimido de un sistema de transporte de hipertubo de la presente divulgación y un sistema de enfriamiento de aire comprimido que usa el mismo.
Haciendo referencia a la figura 4, en un sistema de enfriamiento de aire comprimido de un sistema de transporte de hipertubo según una realización de la presente invención, aire a alta temperatura comprimido mediante un compresor axial 10a se enfría usando un disolvente de enfriamiento en el que se mezclan propanodiol (C<3>H<8>O<2>) y etilenglicol (C<2>H<6>O<2>) con aguanieve en el que se mezclan hielo y agua.
A continuación en el presente documento, sólo se describirá el disolvente de enfriamiento y sistema, que se aplican al sistema de transporte de hipertubo, pero la presente invención no se limita a lo mismo, y lo mismo puede aplicarse a un tren de tubo de tipo cápsula subsónico.
El sistema de enfriamiento de aire comprimido del sistema de transporte de hipertubo según la presente divulgación enfría un compresor axial 10a que comprime aire introducido a partir de un tren de hipertubo que se desplaza en un hipertubo para descargar el aire comprimido a través de un expansor de boquilla 20a y está constituido por un depósito de aguanieve 30a en el que se almacena el disolvente de enfriamiento, en el que se mescla una mezcla de propanodiol (C<3>H<8>O<2>) y etilenglicol (C<2>H<6>O<2>) con el aguanieve en el que se mezclan el hielo y el agua, y un interenfriador 40a en el que el disolvente de enfriamiento del depósito de aguanieve 30a entra en contacto con el aire caliente comprimido en el compresor axial de modo que se enfría el aire. Según tal configuración, puede retirarse un depósito de vapor.
A continuación en el presente documento, se describirá en detalle el refrigerante de la presente divulgación.
En primer lugar, la figura 5 es una vista que ilustra movimiento de energía (cal) según un cambio de estado de agua, es decir, una vista que ilustra movimiento de energía requerido para cambiar un estado a vapor fundiendo hielo para aumentar la temperatura y sometiendo agua a agua ebullición hasta una temperatura de más de 100 °C.
En detalle, el calor latente de fusión (calorías requeridas para fundir 1 g de hielo) es de 80 cal, el calor latente de vaporización (calorías requeridas para someter 1 g de agua a ebullición) es de 540 cal, y el calor específico (calorías requeridas para aumentar 1 g de agua) es de 1 cal. En este caso, si se necesita evitar la ebullición de agua hasta una temperatura de más de 100 °C, el calor requerido para aumentar 1 g de hielo hasta 99 es de aproximadamente 180 cal.
Por tanto, en el caso de la figura 3, que es el sistema de enfriamiento según la técnica relacionada, el calor latente de vaporización requerido para enfriar el aire comprimido (T = 857 K) usando el agua de enfriamiento existente es de “290 kg (agua de refrigerante) x 610 Pa/g = 176.900 Pa”.
Mientras tanto, la presente divulgación no enfría el aire comprimido usando agua de enfriamiento pura, sino que enfría el aire comprimido usando aguanieve en el que se mezclan hielo y agua. En este caso, un peso (x) del aguanieve requerido cuando se usa el aguanieve en el que se mezclan hielo y agua al calor latente de 176.900 kcal que se requiere para enfriar el aire comprimido usando el agua de enfriamiento pura se calcula de la siguiente manera.
x kg x 180 cal/g = 176.900 kcal
.■. x = 983
En este caso, cuando el aguanieve en el que se mezclan hielo y agua es una razón en peso de “hielo:agua = 85 %:15 %”, el peso total del aguanieve en el que se mezclan hielo y agua es de 1.160 kg, y el volumen total del aguanieve en el que se mezclan el hielo y agua es de 1,16 m3.
Esto corresponde a aproximadamente cuatro veces el volumen (0,29 m3) del depósito de agua de enfriamiento en el sistema de enfriamiento existente, pero es menos del 1 % del volumen (207 m3) de vapor generado mediante la evaporación del agua de enfriamiento para satisfacer la realidad del tren de hipertubo.
Es decir, haciendo referencia a la figura 6, cuando sólo se usa el agua de enfriamiento pura (agua), el peso de agua es de 290 kg, y el peso total del aguanieve en el que se mezclan el hielo y agua es de 1.160 kg. Es decir, se produce una diferencia de cuatro veces en el del aguanieve en el que se mezclan hielo y agua. Sin embargo, haciendo referencia a la figura 7, en el caso de usar el agua de enfriamiento pura (agua) sola, la suma del volumen de agua existente de 0,29 m3 y el volumen de vapor de 207 m3 es generalmente de 207 m3. Sin embargo, la suma del volumen de 1,16 m3 del aguanieve en el que se mezclan hielo y agua y el volumen de agua de 1,1 m3 es de 2,26 m3. Según esto, cuando sólo se usa el agua de enfriamiento pura (agua), el volumen (207 m3) de vapor es muy grande y, por tanto, dado que el volumen del depósito de vapor es más grande que el del vehículo de cápsula, es imposible de aplicar en la práctica como sistema de enfriamiento de aire comprimido que usa agua de enfriamiento. Sin embargo, si se usa el aguanieve en el que se mezclan hielo y agua, dado que no se requiere un recipiente de vapor que tiene un gran volumen, y se retira el depósito de vapor usando el aguanieve, la reducción de volumen global es de 92 veces, lo cual hace que sea práctico para el sistema de transporte de hipertubo.
Mientras tanto, la presente divulgación usa una mezcla en vez del agua pura con el fin de reducir adicionalmente el punto de congelación cuando se prepara el aguanieve. En este caso, se usan propanodiol (C<3>H<8>O<2>) y etilenglicol (C<2>H<6>O<2>), que se mezclan bien con agua, como componente de la mezcla. En el gráfico de la figura 8, EG es etilenglicol (C<2>H<6>O<2>), PG es propilenglicol (C<3>H<8>O<2>) y PDO es propanodiol (C<3>H<8>O<2>).
En este momento, la mezcla consiste en del 90 % al 70 % en peso de propanodiol (C<3>H<8>O<2>) y del 10 % al 30 % en peso de etilenglicol (C<2>H<6>O<2>).
Tal como se describió anteriormente, en el refrigerante de enfriamiento de aire comprimido, el aguanieve, en el que se mezclan hielo y agua, y la mezcla de propanodiol (C<3>H<8>O<2>) y etilenglicol (C<2>H<6>O<2>) pueden mezclarse preferiblemente a una razón en peso de 1:9.
Por tanto, según un ejemplo de la presente divulgación, una razón en peso de mezclado de agua (en este caso, el agua es aguanieve en el que se mezclan hielo y agua) y una mezcla de propanodiol (C<3>H<8>O<2>) y etilenglicol (C<2>H<6>O<2>) se denomina “agua:propanodiol (C<3>H<8>O<2>):etilenglicol (C<2>H<6>O<2>) = 1:8:1”. Cuando se mezclan agua y propanodiol (C<3>H<8>O<2>) y etilenglicol (C<2>H<6>O<2>) en la razón en peso anteriormente descrita, un punto de congelación se reduce hasta “-100 °C” o menos, reduciendo adicionalmente el volumen del sistema de enfriamiento en su conjunto.
Además, el refrigerante en el que se mezcla agua con la mezcla de propanodiol (C<3>H<8>O<2>) y etilenglicol (C<2>H<6>O<2>) se somete a ebullición a 200 °C o más, y no hay necesidad de preocuparse por la gasificación.
A continuación, se describirá en detalle el mejor modo de llevar a cabo la divulgación referente al aparato y método de frenado para el vehículo de tren que se desplaza en el tubo de vacío según la presente divulgación.
La figura 9 es una vista que ilustra un electroimán dispuesto en un vehículo de tren que se desplaza en un tubo de vacío y dispositivos para controlar el electroimán según una realización de la presente divulgación.
Tal como se ilustra en la figura 9, un vehículo de tren que se desplaza en tubo 200b se desplaza en una infraestructura de tubo 10b, que se mantiene en un estado a vacío.
La infraestructura de tubo 10b tiene una forma de túnel, y la totalidad o una porción del tubo está realizada de un conductor para el desplazamiento del tren de tipo maglev. La infraestructura de tubo 10b se proporciona conectando módulos de tubo, cada uno de los cuales tiene una longitud de unidad predeterminada, en serie. En este caso, cada uno de los módulos de tubo está realizado de un conductor, o una porción del módulo de tubo que se extiende en una dirección de desplazamiento del tren está realizada de un conductor. Por consiguiente, el vehículo de tren que se desplaza en tubo 200b se desplaza en el tubo que está totalmente realizado de un conductor o se desplaza periódicamente en el tubo en una forma que pasa a través de la porción de conductor.
El vehículo de tren que se desplaza en tubo 200b incluye un primer electroimán 210b dispuesto en una cabeza delantera de un cuerpo de vehículo que se extiende para tener una longitud predeterminada, un segundo electroimán 220b dispuesto en una cola trasera del cuerpo de vehículo, y un suministro de potencia 230b que suministra potencia al primer electroimán 210b y al segundo electroimán 220b. Además, el vehículo de tren que se desplaza en tubo 200b incluye un controlador de desplazamiento 240b que gestiona diversas señales de control relacionadas con la conducción del vehículo de tren que se desplaza en tubo 200b y, en particular, que generan una señal de frenado del vehículo para transmitir la señal de frenado al suministro de potencia 230b.
Cada uno del primer electroimán 210b y el segundo electroimán 220b puede ser un arrollamiento enrollado a lo largo de una dirección perpendicular a la dirección de desplazamiento del vehículo. Cuando se proporciona corriente suministrada a partir del suministro de potencia 230b a los arrollamientos mediante el principio del electroimán, se forma un campo magnético en una dirección paralela a la dirección de desplazamiento del tren. En este caso, puede formarse un campo magnético que avanza en la dirección de desplazamiento del vehículo mediante el primer electroimán 210b, y puede formarse un campo magnético que avanza en una dirección opuesta a la dirección de desplazamiento del vehículo mediante el segundo electroimán 220b. En este caso, el campo magnético se forma de modo que la cabeza delantera del vehículo de tren que se desplaza en tubo 200b tiene una polaridad N, y la cola trasera del vehículo de tren que se desplaza en tubo 200b tiene una polaridad S.
La figura 10 es una vista a modo de ejemplo que ilustra una forma del electroimán dispuesto en el vehículo de tren que se desplaza en el tubo de vacío 200b según una realización de la presente divulgación.
Cuando el vehículo tiene una forma especial o aumenta de longitud, puede ser difícil formar el campo magnético en todo el vehículo usando únicamente el primer electroimán 210b y el segundo electroimán 220b, que están dispuestos respectivamente en la cabeza delantera y la cola trasera. Por tanto, pueden existir uno o más terceros electroimanes adicionales 250b entre el primer electroimán 210b y el segundo electroimán 220b, pero el número de terceros electroimanes 250b no está limitado a la presente divulgación.
Como el primer electroimán 210b o el segundo electroimán 220b, el tercer electroimán 250b puede ser un arrollamiento enrollado en la dirección perpendicular a la dirección de desplazamiento del vehículo. Cuando se proporciona corriente suministrada a partir del suministro de potencia 230b a los arrollamientos mediante el principio del electroimán, se forma un campo magnético en una dirección paralela a la dirección de desplazamiento del vehículo. En este caso, puede formarse el campo magnético en el que la polaridad N está formada en una superficie delantera del tercer electroimán 250b, la polaridad S está formada en una superficie trasera del tercer electroimán 250b.
El electroimán puede fabricarse de diversas formas dependiendo de la ubicación o la forma del vehículo. Básicamente, el electroimán puede proporcionarse como tipo de arrollamiento múltiple 520b constituido por un tipo de un arrollamiento 510b y una pluralidad de arrollamientos conductores 410b. El electroimán del tipo de un arrollamiento 510b o el electroimán del tipo de arrollamiento múltiple 520b puede disponerse selectivamente en la cabeza delantera o la cola trasera del vehículo. Sin embargo, la forma y disposición del electroimán no se limitan a la presente divulgación.
La figura 11 es una vista a modo de ejemplo para explicar un principio de frenado del vehículo de tren 200b según una realización de la presente divulgación.
En primer lugar, las figuras 11 y 12 ilustran la ley de Faraday y la ley de Lenz, que son leyes físicas usadas para tener fuerza de frenado en el vehículo de tren que se desplaza en tubo 200b según una realización de la presente divulgación.
La figura 11 ilustra un ejemplo de ley de Faraday en el que se genera fuerza electromotriz de inducción cuando el imán permanente 420b pasa a través del arrollamiento 430b, y un valor de corriente que fluye a través del arrollamiento 430b se determina mediante un valor de impedancia del arrollamiento 430b cuando el imán permanente 420b se mueve a una velocidad o tiene un campo magnético que cambia a medida que transcurre el tiempo.
La figura 12 ilustra un caso en el que el imán permanente 420b pasa a través del interior del arrollamiento 430b, es decir, un ejemplo de ley de Lenz en la que se generan diferentes polaridades entre la cola trasera del imán permanente 420b y el arrollamiento 430b si se genera la misma polaridad entre la cabeza delantera del imán permanente 420b y el arrollamiento 430b, que son adyacentes entre sí, y el imán permanente 420b se aleja del arrollamiento 430b al pasar a través del arrollamiento 430b.
Las figuras 13 y 14 ilustran el principio de frenado del vehículo usando la ley de Faraday y la ley de Lenz, que son las leyes físicas descritas anteriormente, según una realización de la presente divulgación.
En primer lugar, haciendo referencia a la figura 13, cuando se suministra la corriente al primer electroimán 210b y al segundo electroimán 220b, que están montados en el vehículo, se forma el campo magnético de modo que la cabeza delantera del vehículo tiene la polaridad N en la dirección de desplazamiento del vehículo a través del primer electroimán 210b, y la cola trasera tiene la polaridad S en una dirección opuesta a la dirección en la que se desplaza el tren a través del segundo electroimán 220b. Además, en el tercer electroimán que puede estar montado entre el primer electroimán 210b y el segundo electroimán 220b, también se forma el campo magnético de modo que una superficie delantera tiene una polaridad N en la misma dirección que la dirección de desplazamiento del vehículo, y una superficie trasera tiene una polaridad S en una dirección opuesta a la dirección en la que se desplaza el vehículo con respecto al tercer electroimán. Mediante este procedimiento, el vehículo tiene las mismas características que un imán permanente 420b.
Si el vehículo que tiene las mismas características que el imán permanente 420b se aproxima a un punto específico 440b del tubo, puede formarse la misma polaridad N entre la cabeza delantera del vehículo y el punto específico 440b del tubo según ley de Lenz para generar fuerza de repulsión, y pueden formarse polaridades diferentes entre la cola trasera del vehículo, que pasa a través del punto específico 440 del tubo, y el punto específico 440 para generar fuerza de atracción, generando de ese modo fuerza de frenado.
En este caso, cuando aumenta el número de puntos específicos 440b del tubo, y disminuye una distancia entre los puntos específicos 440b hasta una distancia predeterminada o menos, los puntos específicos 440b pueden actuar como tubo que tiene las características de un conductor. Esto puede representarse mediante el tubo conductor 20b de la figura 14.
El vehículo real se mueve dentro del tubo conductor 20b formado mediante el principio anteriormente descrito, y la fuerza de frenado del vehículo se determina en proporción a la intensidad del campo magnético generado en el vehículo y la intensidad del campo magnético inducido en el tubo conductor 20b. El campo magnético inducido en el tubo de conducción 20b se determina mediante tres parámetros tales como una velocidad de desplazamiento del vehículo, intensidad del campo magnético desde el tubo conductor (20b) hasta la dirección de desplazamiento, y un material y forma del tubo de conducción 20b.
Sin embargo, según una realización de la presente divulgación, los parámetros que pueden controlarse realmente pueden ser la intensidad del campo magnético desde el tubo de conducción 20b hasta la dirección de desplazamiento. Los parámetros pueden cambiarse ajustando la corriente suministrada al electroimán a través del suministro de potencia 230b.
Por tanto, es posible controlar la fuerza de frenado del vehículo ajustando la corriente suministrada al electroimán a través del suministro de potencia 230b del vehículo.
A continuación, se describirá en detalle el mejor modo de llevar a cabo la invención referente al conmutador superconductor para un electroimán superconductor de tipo maglev según la presente invención.
La figura 16 es una vista en perspectiva del electroimán superconductor de tipo maglev dotado del conmutador superconductor según una realización de la presente invención. Las figuras 17a y 17b son diagramas de circuito equivalente que ilustran un estado en el que un arrollamiento superconductor del electroimán superconductor de la figura 16 funciona en un modo de corriente permanente y un modo de carga.
El conmutador superconductor según esta realización se proporciona en el electroimán superconductor ilustrado en la figura 16. En primer lugar, se describirá una estructura del electroimán superconductor y su circuito equivalente con referencia a las figuras 16, 17a y 17b.
En general, el electroimán superconductor 10c es un electroimán fabricado enrollando un superconductor en forma de alambre en una forma de arrollamiento usando una característica en la que la resistencia eléctrica del superconductor es 0 [Q]. No hay ninguna saturación de flujo magnético porque no se usa ningún núcleo de hierro y, por tanto, tiene la ventaja de generar un alto campo magnético de 2 T o más. Por tanto, se usa como un electroimán de tren para la propulsión y levitación magnética del tren de tipo maglev de ultraalta velocidad que requiere un fuerte campo magnético o el hipertubo.
Tal como se ilustra en la figura 16, el electroimán superconductor 10c incluye un arrollamiento superconductor 11c que puede generar un campo magnético, un baño de enfriamiento 20c para proteger arrollamiento superconductor y mantener una temperatura criogénica por debajo de 190 grados Celsius, un blindaje térmico 30c para bloquear la intrusión de calor radiante a partir del exterior, y un terminal de corriente 40c para suministrar corriente al arrollamiento superconductor. El electroimán superconductor 10c está constituido por una pluralidad de arrollamientos superconductores 11c.
El arrollamiento superconductor 11c se proporciona en un recipiente criogénico y se enfría mediante nitrógeno líquido a una temperatura de 77K dentro del recipiente criogénico. Los arrollamientos superconductores 11c están conectados en serie, y ambos extremos de cada uno de los arrollamientos superconductores 11c están conectados eléctricamente al terminal de corriente 40c. Por tanto, un circuito en el que una fuente de potencia externa (fuente de corriente de CC) está conectada al terminal de corriente 40c, y un flujo de la corriente se controla usando un dispositivo de conmutación que está diseñado de manera adecuada, controlando de ese modo la excitación del arrollamiento superconductor 11c para la levitación magnética.
En este caso, aunque no se muestra, el dispositivo de conmutación 100c (denominado a continuación en el presente documento “conmutador superconductor”) está dispuesto dentro del electroimán superconductor 10c.
Por otro lado, el conmutador superconductor 100c mantiene un estado de superconducción cuando el conmutador superconductor 100c está dispuesto en el recipiente criogénico para cortocircuitar ambos extremos del arrollamiento superconductor 11c, tal como se ilustra en la figura 17a, haciendo de ese modo que el arrollamiento superconductor 11c tenga una forma de bucle cerrado. En este caso, dado que la resistencia eléctrica del arrollamiento 11c es cero, la corriente fluye de manera continua al arrollamiento superconductor 11c sin suministro de potencia externa, y un método de funcionamiento del arrollamiento superconductor 11c se denomina modo de corriente permanente.
Es decir, con el fin de realizar el funcionamiento en modo de corriente permanente, el conmutador superconductor 100c tiene que estar en un estado activado. Para ello, el conmutador superconductor tiene que mantenerse por debajo de una temperatura umbral y, por tanto, el conmutador superconductor se mantiene en un estado de superconducción de modo que la resistencia eléctrica se mantiene a 0 [Q].
Por otro lado, tal como se ilustra en la figura 17b, cuando se aplica calor al conmutador superconductor 100c a medida que se suministra potencia desde el exterior, la temperatura del alambre superconductor del conmutador superconductor 100c aumenta por encima de la temperatura umbral. Por tanto, se interrumpe el fenómeno de superconducción del conmutador superconductor 100c para cambiarse a un estado aislante. Por tanto, se genera la resistencia eléctrica en el conmutador superconductor 100c de modo que el conmutador superconductor 100c está en un estado desactivado y, por tanto, el arrollamiento superconductor 11c se mantiene en un estado cargado. Tal como se describió anteriormente, el conmutador superconductor 100c según la presente realización de la invención puede ser un componente del electroimán superconductor 10c. Por tanto, a medida que se realiza la operación de activación y desactivación, el conmutador superconductor 100c puede servir como conmutador a través del cual se realizan selectivamente un modo de carga para realizar la carga en el arrollamiento superconductor 11c y un modo de corriente permanente en el que fluye corriente continua.
La figura 18 es una vista en perspectiva que ilustra el conmutador superconductor al que se le aplica el electroimán superconductor de tipo maglev de la figura 16, la figura 19 es una vista en sección transversal del conmutador superconductor, tomada a lo largo de la línea I-I' de la figura 18, la figura 20 es un diagrama de configuración interna del conmutador superconductor de la figura 18, y la figura 21 es una vista esquemática que ilustra un estado en el que el alambre superconductor del conmutador superconductor de la figura 18 está enrollado.
Haciendo referencia a las figuras 18 a 20, el conmutador superconductor 100c según la presente realización incluye una carcasa 200c, una bobina 300c, un alambre superconductor 400c y un elemento de calentamiento 500c.
En primer lugar, la carcasa 200c incluye un cuerpo principal 210c del que una porción superior está abierta para albergar la bobina 300c, el alambre superconductor 400c y el elemento de calentamiento 500c y una parte de cubierta 220c que cubre la porción superior abierta del cuerpo principal 210c.
En este caso, el cuerpo principal 210c tiene una parte inferior 211c que tiene una forma de placa circular, y una parte de pared lateral 212c que tiene una altura predeterminada está formada en una circunferencia de la forma de placa circular de la parte inferior 211c de modo que sólo la porción superior está abierta.
Por tanto, la parte de cubierta 220c sólo cubre una porción de la porción superior abierta. En este caso, una porción central 213c del cuerpo principal 210c se mantiene en un estado abierto para cubrir únicamente una distancia predeterminada desde la circunferencia.
Es decir, la parte de cubierta 220c sólo cubre el alambre superconductor 400c albergado en el cuerpo principal 210c. Por consiguiente, una zona en la que está enrollado el alambre superconductor 400c también está formada a partir de la circunferencia del cuerpo principal 210c tan sólo a una determinada distancia.
Por tanto, el alambre superconductor 400c puede no estar en contacto con un medio de enfriamiento externo (helio líquido) fuera de la carcasa 200c.
La carcasa 200c puede estar realizada de un material de aislamiento térmico, por ejemplo, un material de plástico reforzado con fibra (FRP).
La bobina 300c proporciona un lugar para enrollar el alambre superconductor 400c, es decir, sirve como soporte sobre el cual se enrolla el alambre superconductor 400c.
La bobina 300c está instalada en una forma cilindrica hueca en la carcasa 200c, es decir, en la porción central 213c del cuerpo principal 210c, y por tanto se forma un espacio central 214c en la porción central 214c.
El material puede estar realizado de un material conductor para transferir calor generado desde el elemento de calentamiento 500c hasta el alambre superconductor 400c.
En este caso, un diámetro de la bobina 300c es menor que el de una superficie inferior del cuerpo principal 210c. Por tanto, la bobina 300c está separada una distancia predeterminada D de la parte de pared lateral 212c del cuerpo principal 210c, y el alambre superconductor 400c está enrollado en un espacio de enrollamiento 450c que tiene la distancia predeterminada D.
Es decir, el alambre superconductor 400c está soportado por la bobina 300c tal como se describió anteriormente y enrollado en la parte de pared lateral 212c del cuerpo principal 210c a lo largo de una superficie externa de la bobina 300c.
En este caso, el alambre superconductor 400c incluye unidades de alambre primera y segunda 410c y 420c apiladas una sobre otra tal como se ilustra en la figura 21.
Las unidades de alambre primera y segunda 410c y 420c son sustancialmente un alambre que se extiende, y cuando los dos extremos 411c y 421c de un alambre que se extiende están posicionados uno frente al otro, tal como se ilustra en la figura 21. Tal como se describió anteriormente, el par de unidades de alambre primera y segunda 410c y 420c que están superpuestas entre sí se extienden para posicionarse adyacentes entre sí.
En este caso, dado que la primera unidad de alambre 410c y la segunda unidad de alambre 420c son el alambre que se extiende, las unidades de alambre primera y segunda 410c y 420c tienen el mismo grosor y anchura y sustancialmente la misma forma. Por tanto, las unidades de alambre primera y segunda 410c y 420c están apiladas una sobre otra y enrolladas en el espacio de enrollamiento 450c.
En este momento, en una porción en la que las unidades de alambre primera y segunda 410c y 420c están conectadas entre sí (es decir, la porción central del alambre superconductor 400c ilustrada en la figura 21), cuando las unidades de alambre primera y segunda 410c están conectadas entre sí para extenderse, pueden producirse pliegues en la porción de conexión entre las mismas provocando daños o cortocircuito de las unidades de alambre primera y segunda 410c.
Por consiguiente, los extremos 431c en los que las unidades de alambre primera y segunda 410c y 420c están conectadas entre sí pueden estar formados para extenderse en una forma redondeada para evitar que se produzca el daño y cortocircuito. Es decir, las unidades de alambre primera y segunda 410c y 420c pueden estar parcialmente separadas una de otra formando la forma de pliegue alrededor de los extremos 431c conectados entre sí.
Las unidades de alambre primera y segunda 410c y 420c se extienden en la forma redondeada para alcanzar ambos extremos 411c y 421c de cada una de las unidades de alambre primera y segunda 410c y 420c para estar adyacentes para superponerse entre sí.
Tal como se describió anteriormente, cuando los extremos 431c, que están conectados entre sí, de las unidades de alambre primera y segunda 410c y 420c están formados para extenderse en la forma redondeada, los extremos 413c y 423c de las unidades de alambre primera y segunda que se extienden desde los extremos 431c pueden estar separados uno de otro.
En este momento, un extremo 413c de la primera unidad de alambre 410c está dispuesto en el espacio central 214c de la bobina 300c, y un extremo 423c de la segunda unidad de alambre 420c está dispuesto en el espacio de enrollamiento 450c formado entre la bobina 300c y la circunferencia de la carcasa 200c y, por tanto, está enrollado a lo largo de la superficie exterior de la bobina 300c.
Tal como se describió anteriormente, con el fin de permitir que los extremos 413c y 423c de las unidades de alambre primera y segunda 410c y 420c estén dispuestos en los espacios diferentes uno de otro, la bobina 300c tiene un primer orificio pasante 471c a través del cual un extremo 431c en el que las unidades de alambre primera y segunda 410c y 420c están conectadas entre sí y un segundo orificio pasante 472c configurado de modo que el extremo 413c de la primera unidad de alambre 410a se extiende para superponerse con la segunda unidad de alambre 420c para enrollarse alrededor de la superficie externa de la bobina 300c.
Un extremo 413c de la primera unidad de alambre 410c puede estar formado en el centro de la bobina 300c tal como se ilustra en los dibujos. Por tanto, si el elemento de calentamiento 500c incluye un primer elemento de calentamiento 510c y un segundo elemento de calentamiento 520c, los elementos de calentamiento primero y segundo 510c y 520c pueden estar formados de manera simétrica con respecto al extremo 413c.
En este caso, el primer elemento de calentamiento 510c está dispuesto en un primer espacio 215c del espacio central 214c, y el segundo elemento de calentamiento 520c está dispuesto en un segundo espacio 216c del espacio central 214c.
Tal como se describió anteriormente, los elementos de calentamiento primero y segundo 510c y 520c no se desvían de ninguno de los espacios centrales 214c de la bobina 300c y están dispuestos respectivamente en los espacios primero y segundo 215c y 216c con respecto al centro de la bobina 300c para ser simétricos entre sí. Como resultado, el calor generado puede transferirse de manera uniforme a las unidades de alambre primera y segunda 410c y 420c.
Además, aunque la figura 20 ilustra que el elemento de calentamiento 500c incluye dos elementos de calentamiento primero y segundo 510c y 520c, el número de elementos de calentamiento puede cambiarse de diversas maneras en cuanto al diseño dependiendo de una cantidad de calor transferido a las unidades de alambre primera y segunda 410c y 420c.
Tal como se describió anteriormente, dado que las unidades de alambre primera y segunda están apiladas y enrolladas varias veces en el espacio de enrollamiento 450c, las unidades de alambre primera y segunda 410c y 420c pueden extenderse de manera relativamente extensa y, por tanto, puede ser posible implementar el alambre superconductor 400c que se extiende de manera relativamente extensa en el espacio del volumen, fabricando de ese modo el conmutador superconductor que tiene la gran resistencia (Rpcs).
Mientras tanto, toda la superficie circunferencial externa de cada una de las unidades de alambre primera y segunda 410c y 420c puede estar cubierta con un aislante. En este caso, las unidades de alambre primera y segunda 410c y 420c pueden aislarse usando una cinta aislante, por ejemplo, una cinta de algodón-caucho. La cinta de algodóncaucho se usa generalmente para el aislamiento eléctrico y tiene una ligera viscosidad.
Dado que cada una de las unidades de alambre primera y segunda 410c y 420c está cubierta con el aislante, las unidades de alambre primera y segunda 410c y 420c pueden estar aisladas una de otra y también aisladas de la bobina 300c.
Tal como se describió anteriormente, cuando se aplica calor, dado que las unidades de alambre primera y segunda 410c y 420c están aisladas una de otra para generar la resistencia, la resistencia entre las unidades de alambre primera y segunda 410c y 420c puede disminuir debido a la conexión eléctrica entre las unidades de alambre primera y segunda 410c y 420c, y puede realizarse fielmente la función de conmutación del alambre superconductor 400c mediante la resistencia.
Mientras tanto, ambos extremos 412c y 422c de las unidades de alambre primera y segunda 410c y 420c se extienden a través de un tercer orificio pasante 473c formado en la bobina 300c para extenderse hacia. Por tanto, puede conectarse al imán superconductor 10c dispuesto en el exterior para realizar la función de conmutación. La función del conmutador superconductor 100c para el funcionamiento en modo de corriente permanente del electroimán superconductor de tipo maglev según la presente realización configurado tal como se describió anteriormente es tal como se describe con referencia a las figuras 17a y 17b.
Es decir, cuando es necesario aplicar corriente desde una fuente de potencia externa al imán superconductor, se conecta el terminal de corriente 40c. Cuando se conecta el terminal de corriente 40c, se forma un circuito cerrado entre el suministro de potencia externo y el imán superconductor de modo que fluye la corriente.
En este caso, cuando se aplica la corriente desde la fuente de potencia externa, el elemento de calentamiento 500c también funciona y, por tanto, se genera calor a partir del elemento de calentamiento 500c.
Por tanto, el calor generado por el elemento de calentamiento 500c se transfiere a la bobina 300c y se transfiere desde la bobina 300c hasta el alambre superconductor 400c.
Es decir, cuando se transfiere el calor al alambre superconductor 400c, aumenta una temperatura del alambre superconductor 400c para aumentar por encima de una denominada temperatura crítica, y se interrumpe el estado superconductor mantenido en el alambre superconductor 400c y después cambia al estado aislado.
Por tanto, se genera resistencia eléctrica en el alambre superconductor 400c cambiado al estado aislado y, por tanto, se desactiva el conmutador superconductor 100c.
Por tanto, la potencia suministrada desde la fuente de potencia externa se cara en el arrollamiento superconductor 11c. Por el contrario, con el fin de cortar la corriente aplicada al imán superconductor a partir del suministro de potencia externo, cuando se desconecta el terminal de corriente 40c, se detiene el suministro de corriente porque no se forma ningún circuito cerrado entre el suministro de potencia externo y el imán superconductor.
Por consiguiente, ya no se genera el calor a partir del elemento de calentamiento 500c y, por tanto, el alambre superconductor 400c se enfría de nuevo. Por tanto, cuando el alambre superconductor 400c se enfría por debajo de la denominada temperatura crítica, el alambre superconductor 400c se cambia de la conducción de fase a la superconductividad para mantener el estado criogénico.
Por consiguiente, se apaga la resistencia eléctrica del alambre superconductor 400c y se activa el conmutador superconductor 100c.
Es decir, el conmutador superconductor 100c se enfría por debajo de una temperatura umbral predeterminada para mostrar superconductividad, formando de ese modo el circuito cerrado con el imán superconductor. Dado que el alambre superconductor 400c no tiene ninguna componente de resistencia, el alambre superconductor 400c puede constituir un modo de corriente permanente en el que fluye corriente de manera continua aunque ya no se suministre corriente a partir del exterior.
Según las realizaciones de la presente divulgación, dado que las unidades de alambre primera y segunda están apiladas y enrolladas varias veces en el espacio de enrollamiento, las unidades de alambre primera y segunda pueden extenderse de manera relativamente extensa y, por tanto, puede ser posible implementar el alambre superconductor que se extiende de manera relativamente extensa en el espacio del volumen, fabricando de ese modo el conmutador superconductor que tiene la gran resistencia (Rpcs).
Particularmente, cuando la energía almacenada en el arrollamiento superconductor del imán superconductor es grande al funcionar en el modo de corriente permanente, la tasa de descarga puede aumentar, lo cual resulta ventajoso para aplicar al electroimán superconductor de tipo maglev de gran capacidad.
Además, dado que el elemento de calentamiento y la bobina están instalados dentro de la carcasa y están cubiertos por la parte de cubierta, el elemento de calentamiento y la bobina pueden no entrar directamente en contacto con el nitrógeno líquido externo para evitar que se produzca el fenómeno de burbujas del nitrógeno líquido mediante el conmutador superconductor, mejorando de ese modo la estabilidad de conducción.
Además, dado que cada una de las unidades de alambre primera y segunda está aislada mediante la cinta aislante, las unidades de alambre primera y segunda pueden estar eléctricamente aisladas una de otra incluso sin estar superpuestas entre sí y pueden estar aisladas de la bobina. Tal como se describió anteriormente, cuando se aplica calor, dado que las unidades de alambre primera y segunda están aisladas una de otra para generar la resistencia, la resistencia entre las unidades de alambre primera y segunda puede disminuir debido a la conexión eléctrica entre las unidades de alambre primera y segunda, y puede realizarse fielmente la función de conmutación del alambre superconductor mediante la resistencia.
Además, dado que las unidades de alambre primera y segunda están formadas de modo que cada uno de ambos extremos de las unidades de alambre primera y segunda, que están conectados entre sí, se extiende en la forma redondeada, cuando las unidades de alambre primera y segunda se extienden para entrar en contacto entre sí, puede evitarse el daño o cortocircuito de las unidades de alambre primera y segunda debido al pliegue en la porción de conexión entre las mismas.
A continuación, se describirá en detalle el mejor modo de llevar a cabo la divulgación referente al aparato de estabilización de conducción de vehículo del sistema de transporte de hipertubo según la presente divulgación. La figura 22 es un diagrama explicativo que ilustra el sistema de transporte de hipertubo al que se le aplica la presente divulgación.
Tal como se ilustra en la figura 22, el sistema de transporte de hipertubo se desplaza generalmente a una alta velocidad de 1.200 km/h o más de una manera de maglev y propulsada dentro de un tubo de vacío parcial cerrado que está aislado de la presión atmosférica externa.
Un carril electromagnético está instalado dentro del tubo de modo que el vehículo se desplaza de la manera de maglev y propulsión, y el electroimán superconductor o un cuerpo magnético que realiza una función similar está instalado en el lado de vehículo. Además, una rueda está instalada como unidad de desplazamiento auxiliar en un lado del vehículo para accionar la rueda en una sección de presión atmosférica y una sección de baja velocidad. El sistema de transporte de hipertubo según la presente divulgación se da a conocer en la publicación de patente coreana n.° 2010-0090406 (título de la divulgación: PROPULSION AND GUIDANCE TYPE TUBE TRANSPORTATION SYSTEM), registro de patente coreana n.° 1015170 (título de la divulgación: TUBE TYPE MAGLEV TRAIN), registro de patente coreana n.° 1130807 (título de la divulgación: VACUUM SECTIONAL MANAGEMENT SYSTEM AND VACUUM BLOCKING SCREEN DEVICE FOR THE TUBE RAILWAY) y registro de patente coreana n.° 1130811 (título de la divulgación: DEVICE AND CONTROL METHOD OF INTERFACE STATION BETWEEN TUBE RAILWAY AND ATMOSPHERE RAILWAY) por el solicitante.
La configuración técnica básica del sistema de transporte de hipertubo al que se le aplica la presente divulgación se mencionará en los documentos de patente anteriormente mencionados y el concepto técnico de la presente divulgación no se limita a la configuración técnica básica.
El sistema de transporte de hipertubo tiene un entorno de desplazamiento de vehículo especial en comparación con un vehículo existente, y este entorno de desplazamiento de vehículo especial puede incluir un caso en el que el vehículo se desplaza en el tubo en el estado de vacío parcial sellado frente a una presión atmosférica externa, un caso en el que el vehículo se desplaza mediante la interacción de fuerza electromagnética entre el carril electromagnético dentro del tubo y el electroimán en el lado de vehículo, un caso en el que se genera resistencia al aire mediante el desplazamiento a alta velocidad del vehículo dentro del tubo de vacío parcial, y un caso en el que se usa el vehículo constituido por un cuerpo de vehículo y un bogie.
En tal sistema de transporte de hipertubo, debido al entorno de desplazamiento de vehículo especial, puede producirse una situación en la que el vehículo recibe con frecuencia el impacto de diversas perturbaciones tales como vibración, fuerza electromagnética, resistencia al aire y similares.
Por consiguiente, una realización de la presente invención propone una técnica de estabilización de conducción de vehículo, es decir, una técnica en la que una placa elástica, una suspensión pasiva, una suspensión activa, un amortiguador de fuerza electromagnética y un álabe de ajuste aerodinámico están selectivamente instalados en un vehículo que se desplaza en un tubo que está en un estado de vacío parcial para reducir un impacto provocado por diversas perturbaciones tales como vibración, fuerza electromagnética, resistencia al aire y similares, que están provocadas por entornos de conducción de vehículo especiales, mejorando de ese modo la estabilidad de conducción del vehículo. En la presente realización, la placa elástica, la suspensión pasiva, la suspensión activa, el amortiguador de fuerza electromagnética y el álabe de ajuste aerodinámico del aparato de estabilización de conducción de vehículo se denominarán colectivamente atenuador de impacto de perturbación.
A continuación en el presente documento, se describirán la placa elástica, la suspensión pasiva y la suspensión activa del aparato de estabilización de conducción de vehículo según la presente divulgación con referencia a las figuras 23a y 23b. Además, se describirá el amortiguador de fuerza electromagnética con referencia a la figura 24, y se describirá el álabe de ajuste aerodinámico del aparato de estabilización de conducción de vehículo según la presente divulgación con referencia a la figura 25.
Las figuras 23a y 23b son diagramas de configuración del aparato de estabilización de conducción de vehículo según un primer ejemplo de la presente invención.
Tal como se ilustra en las figuras 23a y 23b, el primer sistema de transporte de hipertubo según la presente divulgación incluye un vehículo constituido por un tubo 110d, un cuerpo de vehículo 100d y un bogie 101d en el estado de vacío parcial sellado frente a la presión atmosférica externa y una rueda 103d instalada en un lado del bogie 101d para servir como unidad de desplazamiento auxiliar en la sección de presión atmosférica. El vehículo se desplaza en el tubo de la manera de maglev y propulsión mediante la interacción de fuerza electromagnética entre el carril electromagnético 106d proporcionado en un lado interno del tubo 110d y el electroimán superconductor 107d u otro material magnético proporcionado en el lado del bogie 101d. El número de referencia 102d designa una rueda de guiado y el número de referencia 105d designa una vía férrea.
En la presente divulgación, el electroimán superconductor está instalado en el lado de vehículo en el caso de maglev y propulsión del vehículo como ejemplo. Sin embargo, es posible usar cualquier método magnético tal como un método de succión por conducción de fase distinto del método de electroimán superconductor, y es preferible entender que el electroimán superconductor 107d descrito a continuación como ejemplo se refiere de manera colectiva a u n imán.
Tal como puede observarse en las figuras 23a y 23b, la pared lateral interna del tubo 110d en el sistema de transporte de hipertubo está dotada de componentes para maglev y propulsión y el desplazamiento y frenado del vehículo mediante las ruedas. En el vehículo, el cuerpo de vehículo 100d proporciona un espacio de embarque de pasajeros, y la mayor parte de los componentes relacionados con el desplazamiento y frenado de vehículo están instalados en el bogie 101d.
Por consiguiente, la suspensión pasiva 113d, la suspensión activa 112d, la placa elástica 104d y el amortiguador de fuerza electromagnética del aparato de estabilización de conducción de vehículo pueden instalarse preferiblemente en el lado del bogie 101d para atenuar la transmisión del impacto debido a diversas perturbaciones al cuerpo de vehículo 100d del espacio de embarque de pasajeros.
La placa elástica 104d del aparato de estabilización de conducción de vehículo propuesta en la presente divulgación está instalada en el lado del bogie de vehículo 101d, y preferiblemente el bogie de vehículo 101d adyacente al cuerpo de vehículo 100d en una dirección hacia dentro desde el exterior del vehículo. En las figuras 23a y 23b, se observa que la placa elástica 104d está instalada en un extremo trasero del electroimán superconductor 107d u otro material magnético instalado en el bogie de vehículo 101d.
En la presente divulgación, la placa elástica 104d está instalada en el extremo trasero del electroimán superconductor 107d u otro material magnético en el lado del bogie de vehículo 101d para atenuar los impactos, que se aplican mediante diversas perturbaciones tales como deformación física del tubo tal como protuberancia del tubo, caída del tubo, escalón de uniones de tubo y similares, un error de alineación de instalación del carril electromagnético dentro del tubo, fuerza electromagnética no uniforme entre el carril electromagnético de lado de tubo y el electroimán de lado de vehículo, fuerza centrífuga en la sección de desplazamiento curva, resistencia al aire o flujo de aire irregular dentro del tubo y similares, en el lado del bogie 101d, evitando de ese modo que se transmitan los impactos al cuerpo de vehículo 100d.
La placa elástica 104d puede estar realizada, por ejemplo, de un elemento de caucho, y puede usarse cualquier elemento que tenga una determinada cantidad de rigidez y que tenga rendimiento de atenuación de impacto tal como vibración.
La suspensión pasiva 113d del aparato de estabilización de conducción de vehículo propuesto por la presente divulgación se proporciona en una porción en la que el bogie de vehículo 101d y el cuerpo de vehículo 100d están en contacto entre sí. La suspensión pasiva 113d puede estar constituida por un resorte 114d y un elemento de amortiguación 115d, y el resorte 114d puede amortiguar el impacto aplicado por diversas perturbaciones al cuerpo de vehículo 100d a partir del bogie de vehículo 101d para evitar que se transmita el impacto y también permitir que el elemento de amortiguación 115d absorba y suprima el impacto tal como vibración aplicado por diversas perturbaciones.
La suspensión activa 112d del aparato de estabilización de conducción de vehículo propuesto por la presente divulgación incluye un accionador para accionar un componente de suspensión tal como un absorbedor de impactos, un resorte y un cilindro, un controlador para controlar un funcionamiento del accionador, y un sensor para detectar un estado de conducción de vehículo. En este caso, el componente de suspensión es suficiente para emplear la técnica conocida, el accionador puede usarse sin limitación, tal como de manera hidráulica, neumática, electromagnética, electrolíquida y similares.
Los componentes de suspensión de la suspensión activa 112d están instalados en un lado superior del bogie de vehículo 101d que soporta el cuerpo de vehículo 100d para controlar el comportamiento del cuerpo de vehículo 100d en una dirección de propulsión (eje de las X), una dirección horizontal (eje de las Y) y una dirección vertical (eje de las Z) según el accionamiento del accionador, manteniendo de ese modo una postura del vehículo correspondiente a una comodidad de uso óptima y atenuando los impactos tales como las vibraciones aplicadas por diversas perturbaciones.
El sensor de la suspensión activa 112d detecta un desplazamiento vertical, un desplazamiento horizontal, una velocidad y una aceleración por el cuerpo de vehículo 100d y el bogie de vehículo 101d para transmitir los valores detectados del estado de conducción de vehículo al controlador de la suspensión activa 112d.
El controlador de la unidad de suspensión activa 112d determina el estado de conducción de vehículo usando el desplazamiento vertical, el desplazamiento horizontal, la velocidad y la aceleración transmitidos a partir del sensor y controla el accionamiento de accionador según el estado de conducción de vehículo determinado, ajustando de ese modo el comportamiento del cuerpo de vehículo 100d de modo que los componentes de suspensión funcionan en la dirección de propulsión (eje de las X), la dirección horizontal (eje de las Y) y la dirección vertical (eje de las Z).
La figura 24 es un diagrama de configuración de un aparato de estabilización de conducción de vehículo según un segundo ejemplo de la presente invención.
Un amortiguador de fuerza electromagnética 108d del aparato de estabilización de desplazamiento de vehículo propuesto en la presente divulgación está instalado en un lado del bogie de vehículo 101d, preferiblemente instalado en una porción predeterminada del bogie de vehículo 101d que está adyacente al carril electromagnético 106d que está instalado en la pared lateral interna del tubo 110d hacia fuera desde el interior del vehículo.
Preferiblemente, tal como se ilustra en la figura 24, el amortiguador de fuerza electromagnética 108d está instalado en un extremo delantero del electroimán superconductor 107d u otro cuerpo magnético instalado en el bogie de vehículo 101d para instalarse en una superficie lateral del bogie de vehículo 101d para estar orientado hacia el carril electromagnético 106d instalado en la pared lateral interna del tubo 110d.
El amortiguador de fuerza electromagnética 108d atenúa la vibración electromagnética debido a la perturbación generada entre el electroimán superconductor de lado de vehículo 107d y el carril electromagnético de lado de tubo 106d, por ejemplo, el error de alineación de instalación del carril electromagnético dentro del tubo, la fuerza electromagnética no uniforme entre el carril electromagnético de lado de tubo y el electroimán de lado de vehículo y similares.
El amortiguador de fuerza electromagnética 108d puede estar realizado de un elemento que puede mostrar rendimiento de amortiguación de fuerza electromagnética a través de un elemento que tiene una placa conductora o un arrollamiento especial incorporado en el mismo, por ejemplo, puede proporcionarse como una placa de aluminio. La figura 25 es un diagrama de configuración de un aparato de estabilización de conducción de vehículo según un tercer ejemplo de la presente divulgación.
Un álabe de ajuste aerodinámico 109d del aparato de estabilización de conducción de vehículo propuesto en la presente divulgación está instalado en una porción externa del vehículo, preferiblemente, una porción del vehículo que está expuesta al interior del tubo que está en el estado de vacío parcial.
Tal como se ilustra en la figura 25, el álabe de ajuste aerodinámico 109d proporcionado en la porción externa del vehículo atenúa la resistencia al aire o la fluctuación de aire irregular provocada por el flujo de aire que pasa a través de un hueco entre la pared interna del tubo y el exterior del vehículo, manteniendo de ese modo de manera estable la postura del vehículo. Es decir, se genera fuerza artificial en el vehículo usando un flujo de aire generado cuando se desplaza el vehículo para captar la agitación del vehículo.
Aunque la figura 25 ilustra que el álabe de ajuste aerodinámico 109d se proporciona en el lado superior del vehículo, el álabe de ajuste aerodinámico 109d puede instalarse en cualquier porción tal como la superficie lateral del vehículo para atenuar la resistencia al aire provocada por el flujo de aire que pasa a través del hueco entre la pared interna del tubo y el exterior del vehículo, manteniendo de ese modo de manera estable la postura del vehículo.
El álabe de ajuste aerodinámico 109d está instalado en el vehículo de una manera fija para atenuar la resistencia al aire debida al flujo de aire dentro del tubo cuando se desplaza el vehículo o está instalado en el vehículo de una manera móvil que se mueve según el flujo de aire dentro del tubo cuando se desplaza el vehículo.
A continuación, se describirá en detalle el mejor modo de llevar a cabo la divulgación referente al aparato de frenado de vehículo del sistema de transporte de hipertubo según la presente divulgación.
La figura 26a es un diagrama explicativo que ilustra el sistema de transporte de hipertubo al que se le aplica la presente divulgación.
Tal como se ilustra en la figura 26a, en general, en el sistema de transporte de hipertubo, el vehículo se desplaza en el tubo que está en el estado de vacío parcial a una alta velocidad de 1.200 km/h o más de la manera de maglev y propulsión. Con el fin de evitar que la velocidad de vehículo disminuya debido a la resistencia al aire dentro del tubo, se proporciona el compresor en el lado de cabeza delantera del vehículo para comprimir el aire que fluye al interior de la cabeza delantera del vehículo, descargando de ese modo el aire comprimido hacia atrás. Además, se observa que se muestra un ventilador del compresor en el lado de cabeza delantera del vehículo en la figura 26a.
Es decir, el vehículo que se desplaza a alta velocidad dentro del tubo está limitado por una velocidad máxima mediante el límite de Kantrowitz. A medida que la velocidad máxima se aproxima a la velocidad del sonido, la velocidad de flujo entre el tubo y el vehículo es casi de cero provocando un fenómeno de estrangulación. Con el fin de superar esta limitación, se proporciona un compresor axial en la cabeza delantera del vehículo para evitar el fenómeno de estrangulación.
El sistema de transporte de hipertubo según la presente divulgación se da a conocer en la publicación de patente coreana n.° 2010-0090406 (título de la divulgación: PROPULSION AND GUIDANCE TYPE TUBE TRANSPORTATION SYSTEM), registro de patente coreana n.° 1015170 (título de la divulgación: TUBE TYPE MAGLEV TRAIN), registro de patente coreana n.° 1130807 (título de la divulgación: VACUUM SECTIONAL MANAGEMENT SYSTEM AND VACUUM BLOCKING SCREEN DEVICE FOR THE TUBE RAILWAY),y registro de patente coreana n.° 1130811 (título de la divulgación: DEVICE AND CONTROL METHOD OF INTERFACE STATION BETWEEN TUBE RAILWAY AND ATMOSPHERE RAILWAY) por el solicitante.
La configuración técnica básica del sistema de transporte de hipertubo con el fin de la comprensión técnica de la presente divulgación es la siguiente, quedará claro que el concepto técnico de la presente divulgación no está limitado por la configuración técnica básica.
El sistema de transporte de hipertubo incluye un tubo que está aislado del exterior para mantener el interior a una baja presión, es decir, un estado de vacío, un vehículo que se desplaza dentro del tubo en el estado de vacío, un motor síncrono lineal (LSM) constituido por un estator proporcionado en un lado de pista del tubo y un rotor proporcionado en el vehículo para corresponder al estator de lado de tubo para generar fuerza de propulsión en una dirección longitudinal del tubo, una unidad de guía de levitación que hace levitar el vehículo mediante la fuerza magnética y coloca el vehículo en un eje concéntrico dentro del tubo, y un dispositivo de suministro de potencia instalado en una porción superior de una superficie circunferencial interna del tubo y una superficie circunferencial externa del vehículo correspondiente a la porción superior para suministrar potencia al vehículo.
A continuación en el presente documento, se describirá el aparato de frenado de vehículo del sistema de transporte de hipertubo propuesto en la presente divulgación con referencia a los dibujos adjuntos, y se omitirá la descripción detallada de la configuración técnica básica del sistema de transporte de hipertubo.
La figura 26b es un diagrama de configuración que ilustra un aparato de frenado de vehículo de un sistema de transporte de hipertubo según un primer ejemplo de la presente invención, las figuras 27a a 27c son vistas en perspectiva de un álabe de apertura/cierre de compresor de la figura 26b, la figura 28 es un gráfico que ilustra el rendimiento de frenado de vehículo cuando se usa el álabe de apertura/cierre de compresor de la figura 26b, la figura 29 es una vista en perspectiva de un álabe de bloqueo de hueco de flujo de la figura 26b, la figura 30 es una vista explicativa que ilustra un funcionamiento del álabe de bloqueo de hueco de flujo de la figura 26b, las figuras 31a y 31b son vistas explicativas que ilustran un algoritmo de control de funcionamiento de un aparato de frenado de vehículo según un primer ejemplo de la presente invención, la figura 32 es una vista explicativa que ilustra un ángulo de un álabe de apertura/cierre de compresor y un ángulo de un álabe de bloqueo de hueco de flujo según el primer ejemplo de la presente divulgación, las figuras 33a, 33b, 34a y 34b son diagramas de configuración que ilustran un aparato de frenado de vehículo de un sistema de transporte de hipertubo según un segundo ejemplo de la presente invención, la figura 35 es una vista explicativa que ilustra un dispositivo de suministro de agua para un material de dilatación por humedad según el segundo ejemplo de la presente invención, y las figuras 36a a 36e son vistas explicativas que ilustran el material de dilatación por humedad según el segundo ejemplo de la presente invención. La presente divulgación propone un aparato de frenado de vehículo de un sistema de transporte de hipertubo, es decir, una técnica de bloqueo de flujo de aire de lado delantero de vehículo que está optimizada para un entorno de tubo de vacío parcial.
Particularmente, según una realización de la presente invención, un álabe de apertura/cierre de compresor, un álabe de bloqueo de hueco de flujo y un material de dilatación por humedad están instalados selectivamente en un lado de cabeza delantera de un vehículo que se desplaza en un tubo que está en un estado de vacío parcial para bloquear un flujo de aire que pasa a través del lado de cabeza delantera del vehículo o bloquear un flujo de aire que pasa a través de un hueco entre el vehículo y el tubo, frenando de ese modo el vehículo. En la presente realización, el álabe de apertura/cierre de compresor, el álabe de bloqueo de hueco de flujo y el material de dilatación por humedad pueden denominarse parte de bloqueo de flujo de aire de lado de vehículo.
Además, la presente divulgación propone un algoritmo de control inteligente (denominado: KLB y VC (control de velocidad y frenado de límite de Kantrowitz)) en la realización de frenado de vehículo mediante el álabe de apertura/cierre de compresor y el álabe de bloqueo de hueco de flujo instalados en una cabeza delantera del vehículo.
Tal como se describió anteriormente, el vehículo que se desplaza a la alta velocidad dentro del tubo está limitado por una velocidad máxima mediante el límite de Kantrowitz. A medida que la velocidad máxima se aproxima a la velocidad del sonido, la velocidad de flujo entre el tubo y el vehículo es casi de cero provocando un fenómeno de estrangulación. Tal como se describió anteriormente, si se aplica el límite de Kantrowitz al vehículo que se desplaza en el tubo, se determina la velocidad máxima del vehículo dentro del tubo. En este caso, la velocidad del vehículo a la que se aplica el límite de Kantrowitz se determina mediante una razón en sección transversal del vehículo y el tubo a una velocidad ligeramente inferior a la velocidad del sonido, es decir, una razón de bloqueo (BR).
Por consiguiente, la presente divulgación consiste en proponer una técnica de desaceleración y frenado de vehículo que se implementa mediante la técnica de bloqueo de flujo de aire aplicando el límite de Kantrowitz.
La figura 26a es un diagrama explicativo que ilustra el sistema de transporte de hipertubo al que se le aplica la presente divulgación.
Tal como se ilustra en la figura 26b, se proporciona un ventilador de compresor 21e en el lado de cabeza delantera del vehículo 20e que se desplaza en el tubo 10e en un estado de vacío parcial y, en particular, un álabe de apertura/cierre de compresor 30e y/o un álabe de bloqueo de hueco de flujo 40e como dispositivos de frenado de vehículo basados en una técnica de bloqueo de flujo de aire usando el límite de Kantrowitz propuesta en la presente divulgación se proporcionan en el lado de cabeza delantera del vehículo.
El álabe de apertura/cierre de compresor 30e está preferiblemente instalado en un extremo delantero del ventilador de compresor de lado de cabeza delantera de vehículo 21e y, tal como se ilustra en la figura 26b, el álabe de apertura/cierre de compresor 30e realiza un funcionamiento de modo que el álabe de apertura/cierre de compresor 30e se abre para permitir introducir aire en el ventilador de compresor de lado de cabeza delantera de vehículo 21e mientras el vehículo se desplaza tal como se ilustra en la figura 26b y se cierra gradualmente para bloquear el flujo de aire al interior del ventilador de compresor de lado de cabeza delantera de vehículo 21e durante la desaceleración y el frenado de vehículo. Un control de un funcionamiento del álabe de apertura/cierre de compresor 30e se realiza mediante un algoritmo de control inteligente (denominado: KLB y VC (control de velocidad y frenado de límite de Kantrowitz)) que va a describirse a continuación. Aunque no se muestra en los dibujos, el funcionamiento del álabe de apertura/cierre de compresor 30e se realiza mediante un dispositivo de accionamiento tal como un accionador, un motor hidráulico, un motor neumático y similares.
El álabe de bloqueo de hueco de flujo 40e está preferiblemente instalado en una dirección circunferencial del vehículo 20e y, tal como se ilustra en la figura 26b, el álabe de bloqueo de hueco de flujo 40e está dispuesto en una dirección longitudinal del vehículo 20e. Por tanto, pasa aire a través del hueco entre el tubo 10e y el vehículo 20e, y el álabe de bloqueo de hueco de flujo 40e realiza un funcionamiento para erguirse (desplegarse) gradualmente en una dirección del área en sección transversal del vehículo 20e de modo que el aire no pasa a través del hueco entre el tubo 10e y el vehículo 20e durante la desaceleración y el frenado de vehículo. Un control de un funcionamiento del álabe de bloqueo de hueco de flujo 40e se realiza mediante un algoritmo de control inteligente (denominado: KLB y VC (control de velocidad y frenado de límite de Kantrowitz)) que va a describirse a continuación. Aunque no se muestra en los dibujos, el funcionamiento del álabe de bloqueo de hueco de flujo 40e se realiza mediante un dispositivo de accionamiento tal como un accionador, un motor hidráulico, un motor neumático y similares.
La figura 26b ilustra un ejemplo en el que el álabe de bloqueo de hueco de flujo 40e se proporciona en el lado de cabeza delantera de vehículo. Sin embargo, la presente divulgación no se limita a lo mismo, por ejemplo, es suficiente si el álabe de bloqueo de hueco de flujo 40e se proporciona en la dirección circunferencial de vehículo tal como un lado de cabeza delantera, un lado central y un lado de cola trasera en la dirección longitudinal de vehículo. Además, el álabe de bloqueo de hueco de flujo 40e está instalado para estar en estrecho contacto con la superficie circunferencial del vehículo 20e mientras se desplaza el vehículo y, en la figura 26b, puede entenderse fácilmente por los expertos en la técnica que tiene una forma bastante erguida para mostrar el ala de bloqueo de hueco de flujo 40e.
Las figuras 27a a 27c son vistas en perspectiva del álabe de apertura/cierre de compresor de la figura 26b.
La figura 27a es una vista frontal del álabe de apertura/cierre de compresor 30e mientras se desplaza el vehículo, y la figura 27b es una vista lateral del álabe de apertura/cierre de compresor 30e mientras se desplaza el vehículo par amostrar un estado en el que el álabe de apertura/cierre de compresor 30e está abierto. Un estado abierto del álabe de apertura/cierre de compresor 30e puede observarse como una forma de rejilla.
La figura 27c es una vista lateral del álabe de apertura/cierre de compresor 30e cuando se desacelera y se frena el vehículo para mostrar que el álabe de apertura/cierre de compresor 30e está cerrado.
Tal como se ilustra en la figura 27c, cuando el álabe de apertura/cierre de compresor 30e está completamente cerrado de modo que todo el flujo de entrada de aire se bloquea por el ventilador de compresor de lado de cabeza delantera 21e del vehículo, el vehículo 20e que se desplaza en el tubo, que está en el estado de vacío parcial, a una alta velocidad de 1.200 km/h, puede desacelerarse hasta una velocidad de 700 km/h mediante el límite de Kantrowitz durante la desaceleración y el frenado del vehículo.
La figura 28 es un gráfico que ilustra el rendimiento de frenado de vehículo cuando se usa el álabe de apertura/cierre de compresor de la figura 26b.
La figura 28 ilustra el rendimiento en el que la velocidad de desplazamiento del vehículo 20e se desacelera mediante el fenómeno de límite de Kantrowitz en el tubo 10e que está en el estado de vacío parcial cuando el álabe de apertura/cierre de compresor 30e de la presente divulgación está cerrado. En este caso, “Vo” significa la velocidad del sonido.
Es decir, cuando el álabe de apertura/cierre de compresor 30e está completamente cerrado, sólo es posible un flujo a través del hueco entre el tubo 10e y el vehículo 20e en el tubo 10e en un estado de vacío y, eventualmente, se produce un fenómeno de estrangulación para desacelerar el vehículo 20e por debajo de una velocidad de 700 km/h. La figura 29 es una vista en perspectiva del álabe de bloqueo de hueco de flujo de la figura 26b.
La figura 29 es una vista frontal del álabe de bloqueo de hueco de flujo 40e cuando se desacelera y se frena el vehículo para mostrar un estado en el que el álabe de bloqueo de hueco de flujo 40e está totalmente erguido (desplegado). El estado en el que el álabe de bloqueo de hueco de flujo 40e está totalmente erguido (desplegado) puede permitir que un extremo del álabe de bloqueo de hueco de flujo 40e esté completamente en contacto con una superficie interna del tubo 10e. Por consiguiente, la forma y el tamaño del álabe de bloqueo de hueco de flujo 40e pueden diseñarse mediante la forma y tamaño del vehículo 20e en direcciones circunferencia y longitudinal, la forma y tamaño de una superficie interna del tubo 10e en direcciones circunferencia y longitudinal, y un hueco entre el vehículo 20e y el tubo 10e.
Tal como se describió anteriormente, el vehículo 20e que se desplaza en el tubo que está en el estado de vacío parcial a una alta velocidad de 1.200 km/h o más mediante el límite de Kantrowitz durante la desaceleración y el frenado usando el álabe de apertura/cierre de compresor 30e según la presente divulgación puede desacelerarse hasta una velocidad de 700 km/h o menos. Entonces, cuando el álabe de bloqueo de hueco de aire 40e está totalmente erguido (desplegado), por ejemplo, cuando el ángulo de álabe es de 90°, el aire que pasa entre el tubo 10e y el vehículo 20e puede bloquearse completamente para reducir gradualmente la velocidad y después detenerse.
La figura 30 es una vista explicativa que ilustra un funcionamiento del álabe de bloqueo de hueco de flujo de la figura 26b.
Tal como se ilustra en la figura 30, el álabe de bloqueo de hueco de flujo 40e puede estar montado en una superficie externa del vehículo 20e en forma de una bisagra 41e para ascender y descender mediante el dispositivo de accionamiento 42e tal como el accionador, el motor hidráulico o el motor neumático, y el álabe de bloqueo de hueco de flujo 40e y el dispositivo de accionamiento 42e pueden estar acoplados a un elemento deslizante 43e.
A continuación, la presente divulgación propone un algoritmo de control inteligente (denominado: KLB y VC (control de velocidad y frenado de límite de Kantrowitz)) en la realización del frenado de vehículo mediante el álabe de apertura/cierre de compresor 30e y el álabe de bloqueo de hueco de flujo 40e, que se proponen en la presente divulgación.
Las figuras 31a y 31b son vistas explicativas que ilustran un algoritmo de control de funcionamiento del aparato de frenado de vehículo según un primer ejemplo de la presente invención, y la figura 32 es una vista explicativa que ilustra un ángulo del álabe de apertura/cierre de compresor y un ángulo del álabe de bloqueo de hueco de flujo según el primer ejemplo de la presente invención.
En las figuras 31a, 31b y 32, V<t>es una velocidad del vehículo variable en el tiempo, V<a>es una velocidad del vehículo promediada a lo largo del tiempo, V<t>es una velocidad del vehículo objetivo, a<g>es una desaceleración de vehículo, y X° es un ángulo de cierre del álabe de apertura/cierre de compresor, e Y° es un ángulo erguido del álabe de bloqueo de hueco de flujo.
Cuando el vehículo 20e se desplaza en el tubo 10e que está en el estado de vacío parcial, y después se necesita desacelerar y frenar el vehículo, se desactiva el compresor de lado de cabeza delantera de vehículo. En el estado en el que el vehículo 20e se desplaza normalmente, se acciona el compresor de lado de cabeza delantera de vehículo, se abre el álabe de apertura/cierre de compresor 30e, y el álabe de bloqueo de hueco de flujo 40e no está en un estado levantado (desplegado).
A medida que se desactiva el compresor de lado de cabeza delantera de vehículo, se desacelera la velocidad de desplazamiento del vehículo 20e desde 1.200 km/h hasta 800 km/h o menos mediante el límite de Kantrowitz.
Cuando la velocidad desacelerada mediante la desactivación del compresor de lado de cabeza delantera de vehículo no es la velocidad de vehículo objetivo VT, el vehículo se mueve hacia delante hasta que se alcanza la velocidad objetivo de vehículo mientras se aumenta gradualmente el ángulo del álabe de apertura/cierre de compresor 30e, por ejemplo, en 1°.
En este momento, cuando la desaceleración de vehículo a<g>no provoca molestias físicas y mentales a los pasajeros debido a la influencia de la operación de desaceleración de vehículo tal como 0,5 g o menos, el ángulo X° del álabe de apertura/cierre de compresor 30e aumenta gradualmente, por ejemplo, en 1° para realizar la operación de cierre del álabe de apertura/cierre de compresor 30e. Es decir, a menos que se produzcan condiciones de frenado de vehículo extremas, es preferible suspender la operación de cierre del álabe de apertura/cierre de compresor 30e cuando la desaceleración de vehículo ag supera 0,5 g provocando molestias físicas y mentales a los pasajeros debido a la operación de desaceleración de vehículo. Por ejemplo, si la desaceleración ag del vehículo supera 0,5 g, se detiene la operación de cierre del álabe de apertura/cierre de compresor 30e hasta que la desaceleración del vehículo alcanza 0,5 g o menos, y entonces se inicia de nuevo la operación de cierre del álabe de apertura/cierre de compresor 30e. Este control puede realizarse hasta que se cierra completamente el álabe de apertura/cierre de compresor 30e.
Cuando el álabe de apertura/cierre de compresor 30e está completamente cerrado, se desacelera la velocidad de desplazamiento del vehículo 20e a una velocidad de aproximadamente 700 km/h o menos debido al segundo límite de Kantrowitz.
Posteriormente, se mide la velocidad de vehículo, por ejemplo, la velocidad de vehículo promediada en el tiempo V<a>o la velocidad de vehículo variable en el tiempo V<t>para detener la operación de cierre del álabe de apertura/cierre de compresor 30e cuando la velocidad de vehículo es igual o menor que la velocidad objetivo de vehículo VT.
La velocidad de vehículo, por ejemplo, la velocidad de vehículo promediada en el tiempo V<a>o la velocidad de vehículo variable en el tiempo Vt, se mide de modo que, cuando la velocidad de vehículo supera la velocidad objetivo de vehículo VT, el ángulo erguido Y° del álabe de bloqueo de hueco de flujo 40e aumenta gradualmente, por ejemplo, en 1° hasta que el vehículo alcanza la velocidad objetivo de vehículo.
En este momento, cuando la desaceleración de vehículo a<g>no provoca las molestias físicas y mentales a los pasajeros debido a la influencia de la operación de desaceleración de vehículo tal como 0,5 g o menos, el ángulo Y° del álabe de bloqueo de hueco de flujo 40e aumenta gradualmente, por ejemplo, en 1° para realizar la operación de erguir el álabe de bloqueo de hueco de flujo 40e. Es decir, a menos que se produzcan condiciones de frenado de vehículo extremas, es preferible suspender la operación de erguir el álabe de bloqueo de hueco de flujo 40e cuando la desaceleración de vehículo a<g>supera 0,5 g provocando las molestias físicas y mentales a los pasajeros debido a la operación de desaceleración de vehículo. Por ejemplo, si la desaceleración a<g>del vehículo supera 0,5 g, se detiene la operación de erguir el álabe de bloqueo de hueco de flujo 40e hasta que la desaceleración del vehículo alcanza 0,5 g o menos, y entonces se inicia de nuevo la operación de erguir el álabe de bloqueo de hueco de flujo 40e. Este control puede realizarse hasta que el ángulo Y° del álabe de bloqueo de hueco de flujo 40e alcanza 90°. Mientras se realiza la operación de erguir el álabe de bloqueo de hueco de flujo 40e, se mide la velocidad de vehículo, por ejemplo, la velocidad de vehículo promediada en el tiempo V<a>o la velocidad de vehículo variable en el tiempo V<t>, y, cuando se alcanza la velocidad objetivo de vehículo V<t>, se termina la operación de erguir el álabe de bloqueo de hueco de flujo 40e.
A continuación, se describirá en detalle el aparato de frenado de vehículo para el sistema de transporte de hipertubo según un segundo ejemplo de la presente invención con referencia a las figuras 33a a 36e.
Las figuras 33a, 33b, 34a y 34b son diagramas de configuración que ilustran el aparato de frenado de vehículo del sistema de transporte de hipertubo según el segundo ejemplo de la presente invención.
Según el segundo ejemplo de la presente invención, un material de dilatación por humedad 50e está instalado en una dirección circunferencial del lado de cabeza delantera del vehículo 20e que se desplaza en el tubo que está en el estado de vacío parcial para bloquear aire que pasa a través del hueco entre el tubo 10e y el vehículo 20e, realizando de ese modo la desaceleración y el frenado de vehículo.
Las figuras 33a y 33b son vistas lateral y frontal del sistema de transporte de hipertubo en el que se proporciona el material de dilatación por humedad 50e en el vehículo 20e en un entorno de desplazamiento normal sin la desaceleración y el frenado. En el estado en el que el material de dilatación por humedad 50e no está dilatado, es decir, en el estado normal, el aire puede pasar a través del compresor de lado de cabeza delantera de vehículo y el hueco entre el tubo 10e y el vehículo 20e y, por tanto, se observa que no hay ningún efecto sobre la desaceleración y el frenado de vehículo.
Las figuras 34a y 34b son vistas lateral y frontal del sistema de transporte de hipertubo en el que se proporciona el material de dilatación por humedad 50e en el vehículo 20e cuando se desacelera y se frena el vehículo. Se observa que la desaceleración y el frenado de vehículo se realizan bloqueando el flujo a través del hueco entre el tubo 10e y el vehículo 20e mientras que el material de dilatación por humedad 50e se dilata para realizar la desaceleración y el frenado de vehículo. Además, según el segundo ejemplo de la presente invención, el álabe de apertura/cierre de compresor 30e descrito en el primer ejemplo de la presente invención puede cerrarse para bloquear el flujo al compresor de lado de cabeza delantera de vehículo.
Es decir, en las condiciones de desplazamiento normales sin la desaceleración y el frenado de vehículo, el material de dilatación por humedad 50e que tiene un volumen mínimo se proporciona en el lado de cabeza delantera del vehículo 20e. Después, se suministra humedad a este material de dilatación por humedad 50e para dilatarlo rápidamente, sellando de ese modo completamente el hueco entre el tubo 10e y el vehículo 20e sin huecos.
El estado en el que el material de dilatación por humedad 50e está totalmente dilatado puede permitir que un extremo del material de dilatación por humedad 50e entre completamente en contacto con una superficie interna del tubo 10e. Por consiguiente, la forma y tamaño del material de dilatación por humedad 50e pueden diseñarse mediante la forma y tamaño del vehículo 20e en direcciones circunferencia y longitudinal, la forma y tamaño de una superficie interna del tubo 10e en direcciones circunferencia y longitudinal, y un hueco entre el vehículo 20e y el tubo 10e.
Las figuras 33a y 34a ilustran un ejemplo en el que el material de dilatación por humedad 50e está instalado en el lado de cabeza delantera de vehículo. Sin embargo, la presente divulgación no se limita a lo mismo, por ejemplo, es suficiente si el material de dilatación por humedad 50e se proporciona en el vehículo dirección circunferencial tal como un lado de cabeza delantera, un lado central y un lado de cola trasera en la dirección longitudinal de vehículo. Además, el material de dilatación por humedad 50e está instalado para estar en estrecho contacto con una superficie circunferencial del vehículo 20e mientras se desplaza el vehículo, y, en el dibujo, puede entenderse fácilmente por los expertos en la técnica que tiene un grosor predeterminado para mostrar el material de dilatación por humedad 50e.
Tal como se describió anteriormente, el vehículo 20e que se desplaza en el tubo que está en el estado de vacío parcial a una alta velocidad de 1.200 km/h o más mediante el límite de Kantrowitz durante la desaceleración y el frenado usando el álabe de apertura/cierre de compresor 30e según el primer ejemplo de la presente invención puede desacelerarse hasta una velocidad de 700 km/h o menos. Después, cuando el material de dilatación por humedad 50e está totalmente dilatado, el aire que pasa entre el tubo 10e y el vehículo 20e puede bloquearse completamente para reducir gradualmente la velocidad y después detenerse.
La figura 35 es una vista explicativa que ilustra un dispositivo de suministro de agua para el material de dilatación por humedad según el segundo ejemplo de la presente invención.
Tal como se ilustra en la figura 35, el dispositivo de suministro de agua para suministrar agua al material de dilatación por humedad 50e suministra agua al material de dilatación por humedad 50e, que es un residuo del dispositivo de enfriamiento conectado al compresor del vehículo 20e.
Es decir, dado que el aire generado a partir del lado de cabeza delantera compresor axial del vehículo 20e supera 600 °C o más, el dispositivo de enfriamiento usa hielo (aguanieve) y agua para enfriar el aire, y después permanece humedad como residuo. La humedad se suministra mediante apertura y cierre de un conducto conectado al material de dilatación por humedad 50e a partir del dispositivo de enfriamiento durante la desaceleración y el frenado de vehículo para dilatar el material de dilatación por humedad 50e.
El material de dilatación por humedad 50e de una realización de la presente invención puede implementarse usando un material cuyo volumen aumenta cuando se suministra humedad a partir del exterior mientras está en un estado contraído en un momento normal. Por ejemplo, el material de dilatación por humedad 50e puede estar realizado de una mezcla de una estructura porosa impregnada por cloruro de calcio y polímero superabsorbente (SAP-iMPSpCC:CaCl<2>en sílice mesoporosa crecida sobre polímero superabsorbente), un material absorbente de MPS-pCC, un material absorbente de zeolita, un material absorbente de gel de sílice o similares. De estos, se prefiere la mezcla de la estructura porosa impregnada por cloruro de calcio y el polímero superabsorbente (SAP-iMPS-pCC).
Las figuras 36a a 36e son vistas explicativas que ilustran el material de dilatación por humedad según el segundo ejemplo de la presente invención.
Cuando el material absorbente de zeolita o el material absorbente de gel de sílice absorben humedad, se sabe que su volumen se expande 300 veces. Cuando la mezcla de la estructura porosa impregnada por cloruro de calcio y el polímero superabsorbente (SAP-iMPS-pCC) absorbe humedad, se sabe que es un material químico novedoso cuyo volumen se expande hasta 1.000 veces. Por tanto, independientemente de un diseño de un hueco entre el tubo 10e y el vehículo 20e, cuando se usa la mezcla de la estructura porosa impregnada por cloruro de calcio y el material de polímero superabsorbente (SAP-iMPS-pCC) como material de dilatación por humedad 50e, puede sellarse completamente el hueco entre el tubo 10a y el vehículo 20e sin ningún hueco.
La figura 36a ilustra una microfotografía de la mezcla de la estructura porosa impregnada por cloruro de calcio y el polímero superabsorbente (SAP-iMPS-pCC:CaCl<2>en sílice mesoporosa crecida sobre polímero superabsorbente). La mezcla de la estructura porosa impregnada por cloruro de calcio y el polímero superabsorbente (SAP-iMPS-pCC) tiene la capacidad de absorber humedad hasta seis veces en vez de MPS-pCC que es un material absorbente existente.
La figura 36b ilustra la capacidad de absorción de humedad de la mezcla de la estructura porosa impregnada por cloruro de calcio y el material híbrido de polímero superabsorbente (SAP-iMPS-pCC) en una condición de temperatura de 20 °C.
La figura 36c ilustra la capacidad de absorción de humedad de la mezcla de la estructura porosa impregnada por cloruro de calcio y el material híbrido de polímero superabsorbente (SAP-iMPS-pCC) en una condición de temperatura de 30 °C.
La figura 36d ilustra la capacidad de absorción de humedad de la mezcla de la estructura porosa impregnada por cloruro de calcio y el material híbrido de polímero superabsorbente (SAP-iMPS-pCC) a diversas presiones relativas. La figura 36e ilustra la capacidad de absorción de humedad de la mezcla de la estructura porosa impregnada por cloruro de calcio y el material híbrido de polímero superabsorbente (SAP-iMPS-pCC) a diversos tiempos.
A continuación, se describirá en detalle el mejor modo de llevar a cabo la divulgación referente a un tren de tipo maglev que incluye el recolector de energía según la presente divulgación y un sistema de infraestructura en el que se desplaza el tren de tipo maglev.
La figura 37 es una vista esquemática de un tren de tipo maglev que incluye un recolector de energía según una realización de la presente divulgación, la figura 38 es una vista para explicar el recolector de energía según una realización de la presente divulgación, la figura 39 es una vista para explicar un primer módulo de generación de potencia según una realización de la presente divulgación, la figura 40 es una vista para explicar un segundo módulo de generación de potencia y un tercer módulo de generación de potencia según una realización de la presente divulgación, y la figura 41 es una vista para explicar un sistema de infraestructura según una realización de la presente divulgación.
A continuación en el presente documento, se describirá un tren de tipo maglev 10f que incluye un recolector de energía según una realización de la presente divulgación (denominado a continuación en el presente documento “tren de tipo maglev 10f”) con referencia a las figuras 37 a 40.
Haciendo referencia a la figura 37, el tren de tipo maglev 10f incluye un cuerpo principal 111f del tren, una pluralidad de electroimanes 12f dispuestos en superficies izquierda y derecha del cuerpo principal 11f a lo largo de una dirección en la que se desplaza el tren de tipo maglev 10f, y uno o más recolectores de energía 100f dispuestos en el cuerpo principal 11f para generar potencia basándose en la vibración del cuerpo principal 11f.
Dicho de otro modo, el tren de tipo maglev 10f se hace levitar para moverse mediante fuerza magnética sobre una pista 30f. Además, la pista 30f está formada para extenderse en una dirección, y un arrollamiento de levitación 21f puede estar formado en las superficies izquierda y derecha para extenderse en una dirección longitudinal de la pista. Además, la pluralidad de electroimanes 12f y el arrollamiento de levitación 21f pueden estar dispuestos para estar uno frente al otro y, por tanto, puede generarse fuerza de levitación y fuerza de propulsión mediante acción entre el electroimán 12f y el arrollamiento de levitación 21f. Sin embargo, la presente divulgación no se limita a lo mismo, y el arrollamiento de levitación 21f sirve para hacer levitar y guiar el tren de tipo maglev 10f, y un arrollamiento de propulsión 29f está dispuesto adicionalmente en la pista 30f para proporcionar la fuerza de propulsión al tren de tipo maglev. Por ejemplo, el electroimán 12f anteriormente descrito puede ser un electroimán superconductor o un imán permanente, pero no se limita a lo mismo.
Por ejemplo, la pluralidad de electroimanes 12f pueden estar dispuestos de modo que una polaridad N y una polaridad S están dispuestas de manera alternante en una superficie lateral a lo largo de la dirección en la que se desplaza el tren de tipo maglev 10f, y un electroimán superior 13f y un electroimán inferior 14f que se describirán a continuación pueden estar dispuestos de modo que unas superficies de los mismos tienen polaridades opuestas entre sí.
El recolector de energía 100f incluye un primer módulo de generación de potencia 110f que convierte vibración generada en la dirección de desplazamiento del cuerpo principal 11f en energía eléctrica, un segundo módulo de generación de potencia 120f que convierte vibración generada en una dirección de fuerza de guiado que actúa sobre el cuerpo principal 11f en energía eléctrica, y un tercer módulo de generación de potencia 130f que convierte vibración generada en una dirección de fuerza de levitación que actúa sobre el cuerpo principal 11f en energía eléctrica.
A continuación en el presente documento, se describirá en detalle el recolector de energía 100f según una realización de la presente divulgación con referencia a las figuras 38 y 40.
Tal como se describió anteriormente, el recolector de energía 100f incluye el primer módulo de generación de potencia 110f, el segundo módulo de generación de potencia 120f y el tercer módulo de generación de potencia 130f. Además, el primer módulo de generación de potencia 110f, el segundo módulo de generación de potencia 120f y el tercer módulo de generación de potencia 130f corresponden a los electroimanes 12f dispuestos en las superficies izquierda y derecha a lo largo de la dirección en la que se desplaza el tren de tipo maglev 10f. Además, el recolector de energía 100f puede generar energía eléctrica mediante inducción electromagnética a medida que el recolector de energía 100f vibra en la dirección de desplazamiento, la dirección de guiado y la dirección de levitación del tren de tipo maglev 10f.
En detalle, haciendo referencia a las figuras 38 y 39, el primer módulo de generación de potencia 110f incluye un núcleo de hierro superior de primer lado 111f que se extiende en una dirección paralela a la dirección de desplazamiento del tren de tipo maglev 10f y dispuesto para corresponder a una posición del electroimán superior 13f del electroimán 12f dispuesto en un lado izquierdo; un núcleo de hierro inferior de primer lado 112f que se extiende en una dirección paralela a la dirección de desplazamiento del tren de tipo maglev 10f y dispuesto para corresponder a una posición del electroimán inferior 14f del electroimán 12f dispuesto en el lado izquierdo; un núcleo de hierro superior de segundo lado 113f que se extiende en una dirección paralela a la dirección de desplazamiento del tren de tipo maglev 10f y dispuesto para corresponder a una posición del electroimán superior 13f del electroimán 12f dispuesto en un lado derecho; un núcleo de hierro inferior de segundo lado 114f que se extiende en una dirección paralela a la dirección de desplazamiento del tren de tipo maglev 10f y dispuesto para corresponder a una posición del electroimán inferior 14f del electroimán 12f dispuesto en el lado derecho; uno o más módulos de arrollamiento superiores de primer lado 115f enrollados alrededor del núcleo de hierro superior de primer lado 111f; uno o más módulos de arrollamiento inferiores de primer lado 116f enrollados alrededor del núcleo de hierro inferior de primer lado 112f; uno o más módulos de arrollamiento superiores de segundo lado 117f enrollados alrededor del núcleo de hierro superior de segundo lado 113f; y uno o más módulos de arrollamiento inferiores de segundo lado 118f enrollados alrededor del núcleo de hierro inferior de segundo lado 114f.
Es decir, la pluralidad de electroimanes 12f pueden estar dispuestos en las superficies izquierda y derecha del tren de tipo maglev 10f a lo largo de la dirección de desplazamiento del tren de levitación magnética 10f, respectivamente. Además, la pluralidad de electroimanes 12f respectivamente posicionados en las superficies izquierda y derecha del tren de tipo maglev 10f pueden incluir un electroimán superior 13f y un electroimán inferior 14f que están separados uno de otro en una dirección vertical. Además, en el primer módulo de generación de potencia 110f, los núcleos de hierro superiores e inferiores 111, 112, 113 y 114 están dispuestos en posiciones correspondientes al electroimán superior 13f y al electroimán inferior 14f, que están dispuestos en las superficies izquierda y derecha, respectivamente. Los módulos de arrollamiento 115f, 116f, 117fy 118f pueden estar enrollados alrededor de los núcleos de hierro superiores e inferiores 111f, 112f, 113f y 114f, respectivamente.
Por tanto, el primer módulo de generación de potencia 110f puede generar energía eléctrica mediante un flujo magnético generado por el electroimán 12f a medida que el recolector de energía 100f vibra a lo largo de la dirección de desplazamiento del tren de tipo maglev 10f.
Haciendo referencia a las figuras 38 y 40, el segundo módulo de generación de potencia 120f incluye uno o más núcleos de hierro horizontales superiores de primer lado 121f que se extienden desde el núcleo de hierro superior de primer lado 111f hacia el lado izquierdo del cuerpo principal 11f, uno o más núcleos de hierro horizontales inferiores de primer lado 122f que se extienden desde el núcleo de hierro inferior de primer lado 112f hacia el lado izquierdo del cuerpo principal 11f, uno o más núcleos de hierro horizontales superiores segundo lado 123f que se extienden desde el núcleo de hierro superior de segundo lado 113f hacia el lado derecho del cuerpo principal 11f, uno o más núcleos de hierro horizontales inferiores de segundo lado 124f que se extienden desde los núcleos de hierro inferiores de segundo lado 114f hacia el lado derecho del cuerpo principal 11f, uno o más módulos de arrollamiento horizontales superiores de primer lado 125f enrollados alrededor del núcleo de hierro horizontal superior de primer lado 121f, uno o más módulos de arrollamiento horizontales inferiores de primer lado 126f enrollados alrededor del núcleo de hierro horizontal inferior de primer lado 122f, uno o más módulos de arrollamiento horizontales superiores de segundo lado 127f enrollados alrededor del núcleo de hierro horizontal superior de segundo lado 123f, y uno o más módulos de arrollamiento horizontales inferiores de segundo lado 128f enrollados alrededor del núcleo de hierro horizontal inferior de segundo lado 124f.
Es decir, el segundo módulo de generación de potencia 120f incluye una pluralidad de núcleos de hierro horizontales superiores e inferiores 121f, 122f, 123f y 124f que se extienden desde los núcleos de hierro superiores e inferiores 111f, 112f, 113f y 114f en la dirección del electroimán 12f del primer módulo de generación de potencia 110f, y los módulos de arrollamiento horizontales superiores e inferiores 125f, 126f, 127f y 128f pueden estar enrollados alrededor de los núcleos de hierro horizontales superiores e inferiores 121f, 122f, 123f y 124f, respectivamente. Por tanto, el segundo módulo de generación de potencia 120f puede generar energía eléctrica mediante un flujo magnético generado por el electroimán 12f a medida que el recolector de energía 100f vibra a lo largo de la dirección de guiado del tren de tipo maglev 10f.
Haciendo referencia a las figuras 38 y 40, el tercer módulo de generación de potencia 130f incluye uno o más núcleos de hierro verticales de primer lado 131f que se extienden desde el núcleo de hierro superior de primer lado 111f hacia el núcleo de hierro inferior de primer lado, uno o más núcleos de hierro verticales de segundo lado 132f que se extienden desde el núcleo de hierro superior de segundo lado 113f hacia el núcleo de hierro inferior de segundo lado 114f, uno o más módulos de arrollamiento verticales de primer lado enrollados alrededor del núcleo de hierro vertical de primer lado 131f, y uno o más módulos de arrollamiento verticales de segundo lado 134f enrollados alrededor del núcleo de hierro vertical de segundo lado 132f. Además, el tercer módulo de generación de potencia 130f incluye uno o más núcleos de hierro verticales de primer lado 131f que conectan un punto de contacto del núcleo de hierro superior de primer lado 111f y el núcleo de hierro horizontal superior de primer lado 121f a un punto de contacto del núcleo de hierro inferior de primer lado 112f y el núcleo de hierro horizontal inferior de primer lado 122f, que está dispuesto debajo del mismo, uno o más núcleos de hierro verticales de segundo lado 132f que conectan un punto de contacto del núcleo de hierro superior de segundo lado 113f y el núcleo de hierro horizontal superior de segundo lado 123f y un punto de contacto entre el núcleo de hierro inferior de segundo lado 114f y el núcleo de hierro horizontal inferior de segundo lado 124f, y uno o más módulos de arrollamiento verticales de primer lado 133f enrollados alrededor del núcleo de hierro vertical de primer lado 131f y uno o más módulos de arrollamiento verticales de segundo lado 134f enrollados alrededor del núcleo de hierro vertical de segundo lado 132f.
Es decir, el tercer módulo de generación de potencia 130f incluye una pluralidad de núcleos de hierro verticales 131f y 132f que se extienden en una dirección vertical, es decir, en una dirección en la que el tren de tipo maglev 10f recibe la fuerza de levitación, y los módulos de arrollamiento verticales 133f y 134f pueden estar enrollados alrededor de la pluralidad de núcleos de hierro verticales 131f y 132f.
Por tanto, el tercer módulo de generación de potencia 130f puede generar energía eléctrica mediante un flujo magnético generado por el electroimán 12f a medida que el recolector de energía 100f vibra a lo largo de la dirección de levitación del tren de tipo maglev 10f.
A diferencia del tren general, el tren de tipo maglev 10f genera de manera continua vibraciones en forma de frecuencia, y el recolector de energía 100f vibra en respuesta a la frecuencia de vibración para modular una frecuencia de resonancia, reduciendo de ese modo la vibración y aumentando la fuerza de amortiguación, mejorando de ese modo la fuerza de amortiguación, mejorando de ese modo la estabilidad. Además, el tren de tipo maglev 10f puede producir energía eléctrica usando el recolector de energía 100f y, por tanto, hay un efecto que maximiza el uso de energía.
A continuación en el presente documento, haciendo referencia a la figura 41, se describirá un sistema de infraestructura 20f (denominado a continuación en el presente documento “sistema de infraestructura 20f”) en el que se desplaza el tren de tipo maglev 10f según una realización de la presente divulgación.
El sistema de infraestructura 20f incluye uno o más arrollamientos de levitación 21f instalados en cada superficie lateral a lo largo de una trayectoria de desplazamiento del tren de tipo maglev 10f, un dispositivo de almacenamiento de energía 22f para almacenar energía eléctrica inducida en el arrollamiento de levitación 21f, y un controlador 23f para controlar un funcionamiento del arrollamiento de levitación 21f y el dispositivo de almacenamiento de energía 22f. Además, el controlador 23f controla la fuerza electromotriz inducida generada por el tren de tipo maglev 10f, que se genera a medida que el tren de tipo maglev 10f pasa a través del arrollamiento de levitación 21f para almacenarse en el dispositivo de almacenamiento de energía 22f.
Por ejemplo, el arrollamiento de levitación 21f puede aplicar una conexión de flujo nulo a los arrollamientos superior, inferior, izquierdo y derecho para una levitación y guiado eficaces del tren de tipo maglev 10f. Tal como se describió anteriormente, el arrollamiento de levitación 21f puede tener una estructura en la que una pluralidad de arrollamientos de levitación 21f están dispuestos en una pared lateral a lo largo de una dirección de movimiento del tren de tipo maglev 10f. Además, el arrollamiento de propulsión 29f puede estar dispuesto de manera independiente entre una superficie trasera y la pared lateral del arrollamiento de levitación 21f o puede estar configurado de modo que el arrollamiento de levitación 21f funciona como arrollamiento de propulsión 29f.
Además, en el caso en el que el arrollamiento de levitación 21f está instalado en todas las secciones, y el arrollamiento de propulsión 29f está instalado únicamente en una sección parcial, tiene que proporcionarse una unidad de suministro de potencia para un sensor 26f, un módulo de comunicación y un módulo de frenado 28f, que se describirán a continuación, en una sección en la que no está instalado el arrollamiento de propulsión 29f y, por tanto, pueden aumentar los costes de instalación. Sin embargo, el sistema de infraestructura 20f puede suministrar potencia al sensor 26f, al módulo de comunicación 27f y al módulo de frenado 28f usando el dispositivo de almacenamiento de energía 22f que almacena la energía eléctrica inducida en el arrollamiento de levitación 21f. Además, el sistema de infraestructura 20f puede incluir además un módulo de producción de energía independiente, por ejemplo, un elemento solar, piezoeléctrico y termoeléctrico para suministrar energía eléctrica producida por el módulo de producción de energía al dispositivo de almacenamiento de energía 22f. Es decir, cuando el tren de tipo maglev 10f funciona en un entorno de baja presión sellado, la energía eléctrica puede producirse usando generación de potencia termoeléctrica que usa un entorno de alta temperatura y baja presión o generación de potencia solar instalado en una infraestructura externa.
Además, el sistema de infraestructura 20f puede incluir además un circuito rectificador 24f conectado a un terminal de salida del arrollamiento de levitación 21f para convertir potencia de CA en potencia de CC y un regulador 25f que ajusta la salida del circuito rectificador 24f a un valor predeterminado para suministrar la potencia al dispositivo de almacenamiento de energía 22f.
Por ejemplo, tal como se ilustra en la figura 41, el sistema de infraestructura 20f conecta el circuito rectificador 24f y el dispositivo de almacenamiento de energía 22f al arrollamiento de levitación 21f en paralelo entre sí para almacenar la energía eléctrica inducida en el arrollamiento de levitación 21f.
Además, el sistema de infraestructura 20f puede incluir además uno o más sensores 26f que reciben potencia a partir del dispositivo de almacenamiento de energía 22f para detectar un estado de funcionamiento del sistema de infraestructura 20f. El sensor anterior 26f puede ser, pero no está limitado a, un sensor 26f que detecta una posición del tren de tipo maglev 10f.
Además, el sistema de infraestructura 20f puede incluir además el módulo de comunicación 27f que recibe potencia a partir del dispositivo de almacenamiento de energía 22f para realizar la comunicación de datos. Por ejemplo, el módulo de comunicación 27f puede transmitir información del sensor 26f mediante comunicación con un centro de control y recibir una orden del centro de control para transmitir la orden recibida al controlador 23f.
Además, el sistema de infraestructura 20f puede incluir además el módulo de frenado 28f que recibe potencia a partir del dispositivo de almacenamiento de energía 22f para realizar una operación de frenado de emergencia del tren de tipo maglev 10f. Por ejemplo, el módulo de frenado 28f puede ser, pero no está limitado a, una válvula para un conmutador de conversión de aumento de fuerza de resistencia, que controla una fase inversa y que cambia la presión de aire y similares.
La descripción anterior es simplemente ilustrativa de la idea técnica de la presente divulgación, y los expertos en la técnica a la que pertenece la presente divulgación diversas modificaciones y variaciones sin alejarse de las características esenciales de la presente divulgación,
Se pretende que la descripción de la presente divulgación sea ilustrativa, y los expertos habituales en el campo técnico al que pertenece la presente divulgación entenderán que la presente divulgación puede llevarse a cabo de otras formas específicas sin cambiar la idea técnica o las características esenciales. Por tanto, las realizaciones anteriormente divulgadas deben considerarse como ilustrativas y no limitativas. Por ejemplo, cada uno de los componentes descritos como una única parte puede dividirse para su uso como una pluralidad de partes. A la inversa, los he componentes descritos como una pluralidad de partes pueden combinarse para su uso como una única parte.
Por consiguiente, el alcance de la presente divulgación se define mediante las reivindicaciones adjuntas en vez de la descripción anterior y las realizaciones a modo de ejemplo descritas en la misma.
En la descripción detallada de la presente divulgación, se han descrito realizaciones específicas, pero son posibles diversas modificaciones sin alejarse del alcance de la presente divulgación. Por tanto, el alcance de la presente divulgación no debe limitarse a las realizaciones descritas, sino que debe definirse mediante las reivindicaciones adjuntas.

Claims (12)

REIVINDICACIONES
1. Un sistema de transporte de hipertubo que comprende un aparato de estabilización de conducción de vehículo, en el que el aparato de estabilización de conducción de vehículo del sistema de transporte de hipertubo comprende:
una parte de sellado (110d) que tiene un espacio interno que está aislado de un lado de presión atmosférica externo; y
un vehículo constituido por un cuerpo de vehículo (100d) y un bogie (101d) para desplazarse en la parte de sellado,
en el que un electroimán superconductor (107d) que comprende un arrollamiento superconductor (11c) se proporciona en el bogie del vehículo, y un carril electromagnético (106d) se proporciona en una pared interna de la parte de sellado (110d) de modo que el vehículo se desplaza mediante fuerza electromagnética entre el electroimán superconductor de lado de bogie de vehículo (107d) y el carril electromagnético de lado de pared interna de parte de sellado (106d);
en el que el aparato de estabilización de conducción de vehículo comprende un atenuador de impacto de perturbación proporcionado en un lado del vehículo para atenuar un impacto de perturbación provocado por vibración, fuerza electromagnética, resistencia al aire o un flujo de aire irregular, que se genera cuando el vehículo se desplaza en la parte de sellado que está en un estado de vacío parcial; y
el atenuador de impacto de perturbación evita que el impacto de perturbación, que se provoca por la vibración, la fuerza electromagnética, la resistencia al aire o el flujo de aire irregular, se transmita desde el lado de bogie del vehículo hacia el lado de cuerpo de vehículo,
caracterizado porque
el sistema de transporte de hipertubo comprende además un conmutador superconductor (100c) para el electroimán superconductor de vehículo, proporcionándose el conmutador superconductor (100c) en el electroimán superconductor para realizar la conmutación entre un modo de carga para realizar la carga en el arrollamiento superconductor (11c) y un modo de corriente permanente, en el que el conmutador superconductor (100c) comprende:
una carcasa (200c);
un alambre superconductor (400c) enrollado en la carcasa que comprende un par de unidades de alambre primera (410c) y segunda (420c) superpuestas entre sí;
una bobina (300c) formada en una porción central de la carcasa para permitir enrollar el alambre superconductor; y
un elemento de calentamiento (500c) instalado en un espacio central de la bobina para generar calor cuando se aplica corriente a partir de una fuente de potencia externa,
en el que las unidades de alambre primera (410c) y segunda (420c) están enrolladas varias veces en un espacio de enrollamiento.
2. El sistema de transporte de hipertubo según la reivindicación 1, en el que extremos (431c) en los que las unidades de alambre primera (410c) y segunda (420c) están conectadas entre sí se extienden en una forma redondeada, en el que las unidades de alambre primera (410c) y segunda (420c) se extienden en la forma redondeada para alcanzar un extremo (411c) de la primera unidad de alambre (410c) y un extremo (421c) de la segunda unidad de alambre (420c) para estar adyacentes para superponerse entre sí; y en el que extremos (413c, 423c) de las unidades de alambre primera (410c) y segunda (420c) que se extienden desde los extremos (431c), en los que las unidades de alambre primera (410c) y segunda (420c) están conectadas entre sí, están separados uno de otro.
3. El sistema de transporte de hipertubo según la reivindicación 1, en el que las unidades de alambre primera (410c) y segunda (420c) están aisladas una de otra por estar cubiertas con un aislante sobre todas las superficies circunferenciales externas de las mismas y están aisladas de la bobina (300c).
4. El sistema de transporte de hipertubo según la reivindicación 1, en el que el atenuador de impacto de perturbación comprende un amortiguador de fuerza electromagnética (108d).
5. El sistema de transporte de hipertubo según la reivindicación 4, en el que el amortiguador de fuerza electromagnética (108d) está instalado en un extremo delantero del electroimán superconductor (107d), que está instalado en una superficie lateral del bogie de vehículo (101d) para estar orientado hacia el carril electromagnético (106d) instalado en la pared lateral interna de la parte de sellado para atenuar la vibración electromagnética debida a la perturbación generada entre el electroimán superconductor de lado de vehículo (107d) y el carril electromagnético de lado de parte de sellado (106d).
6. El sistema de transporte de hipertubo según la reivindicación 1, en el que el vehículo comprende:
un electroimán (107) dispuesto en cada una de superficies izquierda y derecha del cuerpo principal a lo largo de la dirección en la que se desplaza el vehículo; y
uno o más recolectores de energía (100f) dispuestos en el cuerpo de vehículo para generar potencia basándose en la vibración del cuerpo de vehículo,
en el que cada uno del uno o más recolectores de energía comprende:
un primer módulo de generación de potencia (110f) configurado para convertir vibración generada a lo largo de la dirección de desplazamiento del vehículo en energía eléctrica;
un segundo módulo de generación de potencia (120f) configurado para convertir vibración generada a lo largo de una dirección de fuerza de guiado que actúa sobre el vehículo en energía eléctrica; y un tercer módulo de generación de potencia (130f) configurado para convertir vibración generada a lo largo de una dirección de fuerza de levitación que actúa sobre el vehículo en energía eléctrica.
7. El sistema de transporte de hipertubo según la reivindicación 1, en el que el vehículo comprende:
un primer electroimán (210b) dispuesto en una cabeza delantera del vehículo;
un segundo electroimán (220b) dispuesto en una cola trasera del vehículo; y
un suministro de potencia (230b) configurado para suministrar potencia al primer electroimán (210b) y al segundo electroimán (220b),
en el que el suministro de potencia (230b) suministra corriente al primer electroimán (210b) y al segundo electroimán (220b) en respuesta a una señal de frenado del vehículo para magnetizar la cabeza delantera del vehículo con una primera polaridad y magnetizar la cola trasera del vehículo con una segunda polaridad.
8. El sistema de transporte de hipertubo según la reivindicación 1, en el que el vehículo comprende una parte de bloqueo de flujo de aire instalada en el lado de vehículo, comprendiendo la parte de bloqueo de flujo de aire un álabe de apertura/cierre de compresor (30e) instalado en un lado de cabeza delantera de vehículo para bloquear un flujo de aire que pasa a través del lado de cabeza delantera del vehículo o bloquear un flujo de aire que pasa a través de un hueco entre el vehículo y la parte de sellado, realizando de ese modo una desaceleración y frenado de vehículo.
9. El sistema de transporte de hipertubo según la reivindicación 1, en el que el vehículo comprende una parte de bloqueo de flujo de aire instalada en el lado de vehículo, comprendiendo la parte de bloqueo de flujo de aire un material de dilatación por humedad (50e) instalado en una dirección circunferencial del lado de cabeza delantera del vehículo de modo que se realiza una desaceleración y frenado bloqueando el flujo a través del hueco entre la parte de sellado y el vehículo, mientras que el material de dilatación por humedad (50e) se dilata para realizar la desaceleración y el frenado de vehículo.
10. El sistema de transporte de hipertubo según la reivindicación 9, en el que el material de dilatación por humedad comprende una mezcla de una estructura porosa impregnada por cloruro de calcio y polímero superabsorbente (SAP-iMPS-pCC:CaCl<2>en sílice mesoporosa crecida sobre polímero superabsorbente), un material absorbente de MPS-pCC, un material absorbente de zeolita, un material absorbente de gel de sílice o similares.
11. El sistema de transporte de hipertubo según la reivindicación 1, que comprende además un sistema de enfriamiento de aire comprimido y un refrigerante para enfriar aire comprimido,
en el que el refrigerante para enfriar el aire comprimido comprende una mezcla en la que se mezcla una mezcla de propanodiol (C<3>H<8>O<2>) y etilenglicol (C<2>H<6>O<2>) con aguanieve en el que se mezclan hielo y agua.
12. El sistema de transporte de hipertubo según la reivindicación 11, en el que el aguanieve, en el que se mezclan el hielo y el agua, y una mezcla de propanodiol (C<3>H<8>O<2>) y etilenglicol (C<2>H<6>O<2>) se mezclan a una razón en peso de 1:9.
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