專利名稱：低速(城際)磁浮車輛的懸浮磁鐵冷卻方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于冷卻，特別是關(guān)于低速磁浮車輛的懸浮磁鐵冷卻方法及其裝置。
背景技術(shù)：
磁浮交通不僅有高達(dá)500公里左右的時(shí)速，尤其是它運(yùn)行穩(wěn)定、無(wú)空氣污染、無(wú)噪聲干擾的優(yōu)點(diǎn)日顯特出，已漸為城市交通運(yùn)輸部門所關(guān)注。近來(lái)美、日等國(guó)正在研究時(shí)速在200公里以下，適應(yīng)于城市范圍內(nèi)運(yùn)輸所需的低速磁浮交通。
由直線感應(yīng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的低速(城軌)磁浮列車依靠安裝在車上的懸浮磁鐵產(chǎn)生懸浮力，滿足列車載客需求。車輛由直線感應(yīng)電機(jī)與鋁感應(yīng)板相互作用產(chǎn)生的磁推力驅(qū)動(dòng)。
參照US5152227的HSST(High Speed Surface Transfortation)磁浮列車技術(shù)，軌道梁的兩側(cè)為F形鋼質(zhì)鐵磁性軌道，固定在磁浮列車體上的懸浮(兼導(dǎo)向)電磁鐵正好置于軌道下方，且鐵芯呈正U形，與F鐵軌道相對(duì)。車載電網(wǎng)通電時(shí)，電磁鐵與軌道之間的電磁吸引力產(chǎn)生足夠的車輛載客能力，同時(shí)安裝在相鄰電磁鐵之間的間隙傳感器實(shí)時(shí)探測(cè)電磁鐵與軌道的間距。通過(guò)調(diào)解電磁鐵的勵(lì)磁電流，來(lái)調(diào)整電磁鐵與軌道之間的引力，以保持電磁鐵與軌道之間的間隙穩(wěn)定在8.0mm左右，并且能夠在測(cè)距探頭的測(cè)量下連續(xù)控制車輛的磁鐵線圈的電流。
當(dāng)列車偏離中心線時(shí)，U形電磁鐵的鐵芯與F形軌道錯(cuò)位，兩者之間的引力傾斜，產(chǎn)生一個(gè)與偏離方向相反的橫向分量，使列車返回中心線。也就是說(shuō)，HSST磁浮列車的導(dǎo)向是自動(dòng)的，不需要導(dǎo)向電磁鐵的主動(dòng)控制。但存在懸浮能力不足，載客能力有限。
日本經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的研究與論證證實(shí)該技術(shù)的可行性與先進(jìn)性，有商業(yè)應(yīng)用的價(jià)值，可以在城市軌道交通中實(shí)用。以JP62-210807專利的懸浮磁鐵結(jié)構(gòu)為例，雖然提出了風(fēng)冷懸浮磁鐵線圈的方案，但效果不理想。但目前低速(城軌)磁浮車輛的懸浮能力受到限制，還不能滿足較大客運(yùn)需求。懸浮磁鐵線圈的結(jié)構(gòu)決定了限定電流和匝數(shù)，從而限定了懸浮能力。如要求在線圈內(nèi)通過(guò)較大電流以滿足瞬間的懸浮能力提高，勢(shì)必會(huì)帶來(lái)線圈過(guò)熱。如要提高懸浮磁鐵的懸浮能力，提高列車的載客能力，所面臨的問題是磁密飽和、懸浮磁鐵線圈過(guò)熱。經(jīng)過(guò)近20年的研究，都未能解決懸浮磁鐵過(guò)熱問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種低速磁浮車輛的懸浮磁鐵冷卻方法及其裝置，為了解決低速(城軌)磁浮車輛的懸浮磁鐵線圈在增加安匝數(shù)的工況下，如何實(shí)現(xiàn)有效冷卻的技術(shù)問題。本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案是一種低速磁浮車輛的懸浮磁鐵冷卻方法，其特征在于由熱管將懸浮磁鐵所產(chǎn)生的熱量吸受后，傳導(dǎo)至冷凝器散熱。
其特征在于以內(nèi)充的液體為導(dǎo)熱介質(zhì)。
其特征在于用金屬管路進(jìn)行熱管與冷凝器間的熱傳導(dǎo)。
其特征在于該裝置由熱管、導(dǎo)流金屬管、和冷凝器組成，其中熱管貫穿于懸浮磁鐵的鐵芯中，該熱管兩端分別通過(guò)導(dǎo)流金屬管與冷凝器相連。
其特征在于每一懸浮磁鐵的鐵芯設(shè)置有若干個(gè)熱管，該冷凝器是集中冷凝器。
其特征在于該冷凝懸掛器設(shè)置于低速磁浮車輛轉(zhuǎn)向架的外側(cè)。
其特征在于該冷凝器用螺釘與轉(zhuǎn)向架連接。
本發(fā)明具有下述的技術(shù)特點(diǎn)1)采用了磁鐵鐵芯直接冷卻方法，提高懸浮磁鐵的懸浮能力。
2)可與現(xiàn)有的(城軌)磁浮列車配套使用。
3)利用現(xiàn)有成熟的集中冷凝器和熱管傳導(dǎo)技術(shù)，使用冷卻效果穩(wěn)定可靠。
4)在直接冷卻工況下，低速(城軌)磁浮車輛的懸浮能力由于懸浮磁鐵線圈的瞬間安匝數(shù)提高而明顯增強(qiáng)。
5)可用純凈蒸餾水作為傳遞熱量的媒體，節(jié)約費(fèi)用，又無(wú)污染公害。
6)集中冷凝器懸掛在轉(zhuǎn)向架的外側(cè)，直接與列車運(yùn)行空氣流動(dòng)接觸，增強(qiáng)冷卻效果。
7)該冷卻方法是低速(城軌)磁浮車輛設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)之一。


圖1是懸浮磁鐵冷卻裝置及其安裝位置示意圖。
圖2是懸浮磁鐵冷卻裝置熱管安裝示意圖。
圖3是集中冷凝器示意圖。
圖4是本發(fā)明的熱傳導(dǎo)示意圖。
具體實(shí)施例方式如圖1所示，在轉(zhuǎn)向架6上安裝的車廂1、列車外置空調(diào)1-1、座椅1-2、車窗1-3、橫向移動(dòng)調(diào)整裝置2、空氣彈簧3、直線電機(jī)5、懸浮磁鐵7均是列車懸浮載荷的一部分。而滑撬9僅承擔(dān)列車停止時(shí)對(duì)車輛的支撐。F形磁性軌道10是傳遞列車載荷至軌道梁12的界面。橫向軌枕11作為固定F形磁性軌道10的部件。為了實(shí)現(xiàn)懸浮能力的提高，要求增加懸浮磁鐵7線圈的電流，涉及到過(guò)熱，需要對(duì)懸浮磁鐵7的鐵芯進(jìn)行冷卻。
本發(fā)明是在懸浮磁鐵7的鐵芯內(nèi)貫穿安裝熱管7-1(參見圖2)，利用連接螺母7-2固定導(dǎo)流金屬管8。將該導(dǎo)流金屬管8連接到冷凝器4的接口螺母4-2上。而冷凝器4通過(guò)懸掛螺孔固定件4-3(參見圖3)與轉(zhuǎn)向架6的外側(cè)固定。每個(gè)懸浮磁鐵7上設(shè)置有若干個(gè)熱管7-1，而冷凝器4是集中冷凝器，各熱管7-1的兩端分別用固定螺母與對(duì)應(yīng)的導(dǎo)流金屬管8相接，而上述各導(dǎo)流金屬管8則分別用接口螺母4-2與集中冷凝器4相連接。
在列車正常運(yùn)行與停車時(shí)，懸浮磁鐵7的線圈產(chǎn)生的熱量Q1擴(kuò)撒到鐵芯內(nèi)部熱管7-1內(nèi)的液體(例如蒸餾水、酒精、揮發(fā)性油等)，使其沸騰，過(guò)熱的液體會(huì)傳遞熱量到冷凝器4中，經(jīng)過(guò)冷卻后(散掉熱量Q2)形成冷卻狀態(tài)的液體再次流回到鐵芯內(nèi)的熱管7-1，見圖4。由此形成循環(huán)冷卻狀態(tài)，達(dá)到懸浮磁鐵的冷卻效果。
本發(fā)明各連接處必須有優(yōu)良的密封裝置，以避免液體外流現(xiàn)象。經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間的實(shí)用后(六個(gè)月～一年)應(yīng)進(jìn)行冷卻液的檢查，確保冷卻效果。
權(quán)利要求
1.一種低速磁浮車輛的懸浮磁鐵冷卻方法，其特征在于由熱管將懸浮磁鐵所產(chǎn)生的熱量吸受后，傳導(dǎo)至冷凝器散熱。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷卻方法，其特征在于以內(nèi)充的液體為導(dǎo)熱介質(zhì)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷卻方法，其特征在于用金屬管路進(jìn)行熱管與冷凝器間的熱傳導(dǎo)。
4.一種使用權(quán)利要求1、2或3所述的冷卻方法的懸浮磁鐵冷卻裝置，其特征在于該裝置由熱管、導(dǎo)流金屬管、和冷凝器組成，其中熱管貫穿于懸浮磁鐵的鐵芯中，該熱管兩端分別通過(guò)導(dǎo)流金屬管與冷凝器相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的的懸浮磁鐵冷卻裝置，其特征在于每一懸浮磁鐵的鐵芯設(shè)置有若干個(gè)熱管，該冷凝器是集中冷凝器。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的的懸浮磁鐵冷卻裝置，其特征在于該冷凝懸掛器設(shè)置于低速磁浮車輛轉(zhuǎn)向架的外側(cè)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的的懸浮磁鐵冷卻裝置，其特征在于該冷凝器用螺釘與轉(zhuǎn)向架連接。
全文摘要
一種低速磁浮車輛的懸浮磁鐵冷卻方法，其特征在于由熱管將懸浮磁鐵所產(chǎn)生的熱量吸受后，傳導(dǎo)至冷凝器散熱。為了解決低速(城軌)磁浮車輛的懸浮磁鐵線圈在增加安匝數(shù)的工況下，如何實(shí)現(xiàn)有效冷卻的技術(shù)問題。
文檔編號(hào)E01B25/30GK1876959SQ200510026579
公開日2006年12月13日 申請(qǐng)日期2005年6月8日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月8日
發(fā)明者吳祥明, 林國(guó)斌, 何大海 申請(qǐng)人:上海磁浮交通工程技術(shù)研究中心