专利名称：一种以“地球重力”为动力源的列车的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种以新型能源为驱动能源的列车，确切地说，涉及一种有效利用“地球重力”作为可控动力能源的列车。属于陆用车辆技术领域。
随着人类社会的发展，能源消耗日趋剧烈，能源资源日趋紧张。而且，现有的许多一次能源，如石油、煤炭、天然气等，在其为人类作功发挥效能的同时，也向自然环境中排泄出许许多多有害有毒的废弃物一氧化碳、二氧化硫、二氧化碳等等，造成地球环境的日益恶化。正因如此，人们早就开始孜孜不倦地努力寻找“新兴能源”或“洁净能源”，以替代总有一天会面临枯竭用尽的自然界一次能源。为此，多少年来人们先后研究开发了太阳能、潮汐能、温差发电、地热能、水能、电能、核能等等，并逐渐在人类的生活中得到应用，取得了很好的社会效益和经济效益。
本发明的目的是在人类生活中第一次提出直接利用“地球重力”作为可控制的动力源的观点，并以“地球重力”作为新兴能源，进入能源大家族。
本发明的另一目的是提供一种以“地球重力”为主、其他“再生能源”为辅的“清洁能源”为动力源的列车总体设计，并以此证明“地球重力”确实可以成为一种新兴能源加以利用。
本发明是这样实现的它包括有车辆、机车、轨道，其特征在于直接利用“地球重力”作为列车的可控制的动力能源，并辅以其他“再生能源”作辅助动力能源;列车是在以下坡、上坡的倾斜轨道为特色而分段、分区修建的路轨上行驶的，当列车下坡运行时，以“地球重力”为前进动力源，上坡运行时，则以存储于列车的“可控再生能源”为前进动力源。
地球有一种把地面上的物体向下拉的力量叫做重力，这个由地球与地面上的物体之间存在的万有引力所产生的重力是无所无时不在又极其“威力”的;
任一球体，放在平面上，只要平面向任何方向偏钭，球体就会顺倾钭方向滚动。
在骑自行车通过下坡路面时，自行车会自动向前进方向滑行，且越行越快;当冲过最低点之后，自行车还会在惯性作用下继续向上坡冲行一段距离，逐渐减速，如果乘势力蹬脚轮几下，上坡就会很顺利。
在一条坡度很缓的铁道上仃靠一列火车，由于失控，列车顺轨道滑行，速度会越来越快乃至酿成大祸。
常见的“大瀑布”，居高临下，落泻千丈，声如雷鸣，云雾漫野。如用之推动水轮机发电，其功效绝不亚于一个大型火力发电厂！上述现象均表明“地球重力”能量是相当巨大的。对于这种取之不尽又几乎为无偿使用的能量资源加以开发利用，在若干年前，还可能是不易实现的。但是，而在当今二十世纪九十年代，以计算机为代表的信息技术，微电子技术和其他高新科技日益发展和成熟，引入“地球重力”作为一种新型“清洁能源”，并使之与太阳能、风能…等多种新兴能源综合利用已成为可能。这样，不仅可以为保护人类生存环境，减少地球污染而提供新的“清洁能源”，而且可以为人类日趋紧张的能源资源找到了一支
量丰富又成本低廉的重要后备军，具有极大潜力的社会效益和经济效益。
本发明是以地球重力能源为主的清洁能源推动的列车设计方案来论证重力能源的应用的。下面结合附图具体介绍本发明的构思和设计。
附
图1为地球重力能源列车单元路段动力系统示意图。
附图2为地球重力能源列车全程线路的简单示意图。
附图3为地球重力能量转换为“可控能量”系统示意图。
附图4为列车上坡运行时“可控动力能源”应用示意图。
本发明应必须具备的基本条件有要有下坡路轨、上坡路轨;机车上要有用作“限速负载”，并将“地球重力能量”转换成为“可控能量”的各种设备;“可控能量”储存设施;上坡“动力系统”(包括应用当代各种新兴动力技术);电子计算机控制系统以及各个子系统的自动控制设备。
图1就是介绍上述第一个基本条件的单元路段示意。图中1、6为列车的出进站行车区。2为列车下坡“初始滑行区”，不加“限速负载”。3为“列车加速区”，加“限速负载”。4为列车依靠下坡路运行的“加速度惯性”继续上冲行车区段。5为使用列车存储的“可控动力能源”推动列车上坡行车区。如果有必要，本发明的列车在出进站或上坡行车时也可使用通常的“动力能源”辅助。
设想中的一条地球重力能源列车线路，是由多个“单元路段”构成的，而“单元路段”的多少，则由线路的总长度决定。同时，也可兼顾考虑线路所经地区的海拔高度、地形、地貌特征来具体设计之。图2是本发明中全程路段的示意。其主要特点是途中设有若干个与图1相同的单元路段7。
由于列车下坡行驶，在重力加速度作用下列车速度会越来越快。为安全起见，必须对列车限速，通常的作法是利用一套制动装置，把列车增速产生的大量能量(势能、动能等)都转化为热能，消耗在刹车闸瓦上，再由空气热交换把此热能弥散到大气中去。这种方法极不合理，对环境造成热污染，且制动装置结构复杂、工作条件恶劣、磨损极快，维护工作量很大。本发明鉴于当代各种动力设施全面发展的条件，采用控制列车下坡加速度的能量转换设备作为限速负载来替代原来的刹车装置，这样可以采用控制列车下坡加速度的限速转换储能方式，把被控制的“地球重力”转换成其他“可控再生能源”并加以储存，在上坡运行时再使用这些“再生能源”推动列车前进。
图3介绍了地球重力能量转换为“可控能量”的系统示意。可以作为能量转换设备负载来限速的有限速惯性飞轮、限速负载发电机、限速空气压缩机、限速风洞发电机等等。图上还示出了利用列车行车的条件，在车身上装置太阳能电池、风力发电机和温差发电装置等“再生能源”产生装置，并将其能量用高效能蓄电池储存起来，留待列车上坡运行时发挥作用。
而在列车上坡运行时，先利用下坡运行的“重力惯性”继续向上冲行一定距离，当列车逐趋减速时则应用图4所示的各种“可控动力能源”首先利用列车上的“惯性飞轮”储存的“动力能量”及其设施推动列车上坡，再启动压缩空气发动机推动列车，然后以蓄电池存储的电能用于电动机推动列车。为更好地解决列车上坡时的“动力能源”和必要时将一些新兴动力技术系统综合用于“重力能源”列车，可以在需要时，在列车上坡及运行系统中引入“增加车体浮力”、“电磁动力”、“汽塾”、“磁悬浮”等新兴动力技术。
本发明所涉及的技术方案能够实施，其关键应该是以电子计算机为代表的信息技术和微电子技术等新兴高科技的全面应用。其应用范围包括有列车全系统总体控制、列车上下坡运行的行车自动控制、多种能量转换设备负载的启动与关闭、限速负载的增减、能量转换和存储设备的使用、控制和切换、动力能源控制、通信与信号系统自动控制等等。
本发明的列车所用的能源为无污染、低噪音的“地球重力”和其他“再生能源”，均属“清洁能源”范畴，其资源是取之不尽、用之不竭的、并几乎是无偿使用的。当它一旦利用于我国类似陇海线这样海拔地形为西高东低的铁路(需加以重新改造设计路轨，以满足本发明要求)中时，将会大大减低列车运行成本，并取得重大的社会效益和经济效益。
权利要求
1.一种以“地球重力”为动力源的列车，包括有车辆、机车、轨道，其特征在于直接利用“地球重力”作为列车的可控制的动力能源，并辅以其他“再生能源”作辅助动力能源；列车是在以下坡、上坡的倾斜轨道为特色而分段、分区修建的路轨上行驶的，当列车下坡运行时，以“地球重力”为前进动力源，上坡运行时，则以存储于列车的“可控再生能源”为前进的动力源。
2.如权利要求1所述的以“地球重力”为动力源的列车，其特征在于在列车下坡运行时，采用控制列车下坡加速度的限速转换储能方式，把被控制的“地球重力”转换为其他“可控再生能源”并加以储存。
3.如权利要求1所述的以“地球重力”为动力源的列车，其特征在于在列车下坡运行时，采用能量转换设备负载来替代原刹车装置限速。
4.如权利要求1或3所述的以“地球重力”为动力源的列车，其特征在于所述的能量转换设备负载包括有限速惯性飞轮、限速负载发电机、限速空气压缩机、限速风洞发电机。
5.如权利要求1或2所述的以“地球重力”为动力源的列车，其特征在于所述的“再生能源”是指列车上装置产生的太阳能电能、温差电能、风力电能、蓄电池电能以及由“地球重力”转换而成的电能、压缩空气和惯性势能。
6.如权利要求1或2或3所述的以“地球重力”为动力源的列车，其特征在于应用计算机作为列车“行车控制”、“能量转换设备的启动与关闭”、“多种储能设备的控制和切换”、“动力能源控制”、“信号与通信系统控制”的全方位自动控制的神经中枢。
全文摘要
一种以“地球重力”为动力源的列车，包括有车辆、机车、轨道。其特征是直接利用“地球重力”作为列车的可控制的动力能源，并辅以其他“再生能源”作辅助动力能源；列车是在以下坡、上坡的倾斜轨道为特色而分段、分区修建的路轨上行驶的，当列车下坡运行时，以“地球重力”为前进动力源，上坡运行时，则以存储于列车的“可控再生能源”为前进动力源。整个列车以电子计算机为控制中枢，协调管理列车的运行、能量转换、存储和应用。
文档编号B61C7/02GK1078946SQ9210359
公开日1993年12月1日 申请日期1992年5月19日 优先权日1992年5月19日
发明者团国兴 申请人:团国兴