[发明专利]用于能量转化的多功能模块化系统

说明书

技术领域

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

背景技术

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

发明内容

在历史上，铁路运输技术的发展围绕着两个主要的选择。其一为被认为是传统高速列车；其二为基于电磁能而悬浮和运动的列车。

即使在两个领域中都取得了巨大的进展，但仍没有获得巨大或突出的优点，从而导致当前改进和创新裹足不前的形势。这些系统具有较高的建造和维护成本，它们需要相当复杂且昂贵的安全措施，它们将来所需的任何改进都难以实施，而且它们需要大功率且昂贵的电力输送系统，这是由于它们能耗较高，且悬浮系统以及安全和运动系统都完全依赖于所述电力。

另一方面，诸如西班牙AVE、日本子弹头列车或SHINKANSEN、德国的TRANSPAPID等铁路运输系统的缺点是公知的。它们的设计、理念和结构尽管允许作出细微的改进，但是不能适应于将来可能出现的技术进步。此外，它们都极其昂贵。

同样，人们不能忽略当前铁路运输系统完全依赖于电力所带来的问题，即不管由于任何原因而引起的断电都将导致严重的问题。

电磁悬浮列车面临的一个缺点在于它们的起动和停止，这是因为此时列车必须使用轮子，直到获得可以悬浮的速度为止，此外还有在紧急停止情况下所产生的具体问题。

如果线路中发生断电，则使用电力会产生传统铁路运输系统中公知的某些问题；它还会影响安全系统的成本和用于处理所有设备以确保电力供应或将电压特性保持在正确的一般运行所需范围内的方式。

还必须考虑到，为了使重如列车的质量体悬浮并使之沿着轨道运动而在铁路运输中使用超导体目前需要极低温度和极大能量需求来进行运行，鉴于在现有技术状态下所公知的当前技术，由于必须维持的技术条件而使得它们的使用非常昂贵。由于重量越大，越难悬浮和移位，因此对于将超导体保持在临界工作温度之下所需的结构的重量而言，就产生了相当大的问题，因为这导致了成本呈螺旋式上升，难以定量。

本发明提供的技术方案

为了克服上述问题和缺点，本发明对铁路运输现有技术状态所做出的贡献在于采用基于模块化、多功能的解决方案的系统，所述系统允许与各种牵引系统和动力源的使用的相容一系列非排他性可选方案，该系统由于其开放式的设计而可以与当前使用的系统以及将来的系统相结合。

本发明的目的涉及到模块化系统，该模块化系统基于一组子模块的组合和构造而使得可以获得铁路运输系统的全部运行所特别需要的基本功能，该模块化系统在其技术、功能和经济特性方面具有多个优点，即，远低于当前系统的能耗，从而从环境角度而言就意味着具有显著优点，这是通过组合对环境没有危害的构件而实现的，因为该系统采用了诸如太阳能、磁和重力能以及水和空气之类的自然、无污染能量源。

以上所述形成了其中已经进行了导致本发明的研究和实践的框架。本发明通过提供一种由形成整个系统的一组子模块的组合而构成的系统而代表了对铁路运输系统的改进，该系统由于其不同于当前公知的传统列车和电磁悬浮原型机的设计特性、通过提供能量自给足、且重量较轻、能耗最小(由于磁产生系统具有恒定的力和稳定的平衡)的完全开放式和适应性强的系统而提供了优于公知系统的巨大优点；使用太阳能电池将太阳能转化为电能，或者将水分解为氢和氧，从而允许使用氢来作为具有恒定力和稳定平衡的磁产生系统的不同牵引系统中的燃料，或者使用氢作为用于其它目的的燃料；在该系统中包括液氮、通过电池或大电容器提供氢能存储的氧化水，用作系统燃料或用于其它目的。

本发明的优点

在这部分中，将叙述所要求保护的发明的位置多功能性，由于本发明是模块化设计、尺寸小、重量轻，因而使得其可适应于不同的领域、不同的技术和机械结构，这使得可以完全适应于各种情况下所需的各种可选方案。