CN111231998A - 一种列车气动热吸收装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及磁悬浮列车技术领域，具体而言，涉及一种列车气动热吸收装置及方法。包括列车外壳，所述列车外壳的内壁设置有热电转换装置，所述热电转换装置包括热电模块和电能存储机构，所述热电模块的两个电极分别与电能存储机构的两端相连；所述热电转换装置的热端与列车外壳相接触，冷端设置于列车外壳内部的空气中。本发明采用热电转换装置，可以直接将列车外壳的气动热转化为电能储存，需要时储存的电能可以给车上电器设备提供电能。采用这种方法可以控制列车表面的温度，又能够将气动热吸收利用，变废为宝，与真空管道交通运输系统绿色、环保、节能、安全的理念相适应。
Description
技术领域
本发明涉及磁悬浮列车技术领域，具体而言，涉及一种列车气动热吸收装置及方法。
背景技术
真空管道交通运输系统一般是指内部气压低于0.1个大气压，内部有稀薄气体存在，非完全真空。磁悬浮列车在真空管道中高速运行时，列车与管道内壁间隙较小，由于列车的运动，气体急速流过车身表面通过环隙，由于气体的粘滞作用与车体表面产生摩擦，从而产生气动热，使得车辆表面温度升高。研究表明，高速运行的磁浮列车车头车尾的温度较高，表面最高温度可以达到100摄氏度以上，车壳材料一般采用玻璃钢，长时间处于高温状态，对其结构热疲劳强度产生不良影响，真空管道内列车散热是一个亟待解决的问题。
现阶段对真空管道磁悬浮列车换热问题的解决方案，主要着眼于车上空调电机设备的散热问题，主要通过设计车辆内部发热部件的通风路径来给车辆内部部件散热，并没有解决气动热的问题。
现有高速列车在开放的大气环境中运行，速度较低，且开放环境列车对流换热良好，不存在气动热的问题，对该问题未曾进行过深入的研究。
现阶段温差电效应主要应用于航空航天或军事的小型电源或余热废热发电，制冷方面可以用于制作小型冰箱。这项技术还没有用于解决真空管道气动热。
现有真空管道磁浮列车散热系统的研究主要着眼于车载电器的散热，通过设计风道，利用真空管道内的残余气体给设备散热。该方法不能解决列车表面温度过高的问题，并且该方法将列车产生的热量直接交换给真空管道内部气体，进一步加剧了管道内运行环境的恶化。
发明内容
本发明的目的在于提供一种列车气动热吸收装置及方法，以改善上述问题。为了实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：
一方面，本申请提供了一种列车气动热吸收装置，包括列车外壳，所述列车外壳的内壁设置有热电转换装置，所述热电转换装置包括热电模块和电能存储机构，所述热电模块的两个电极分别与电能存储机构的两端相连；所述热电转换装置的热端与列车外壳相接触，冷端设置于列车外壳内部的空气中。
可选地，所述热电模块为柔性热电模块，且所述热电模块沿着列车外壳的内部轮廓设置。
可选地，所述热电模块设置在列车外壳的顶部内侧和两侧壁的内侧。
可选地，所述电能存储机构包括超级电容；所述热电模块的两个电极分别与超级电容的两个极板相连。
可选地，所述超级电容设置有多个，且多个超级电容串联设置。
可选地，所述热电转换装置设置在列车车头的列车外壳内壁和车尾的列车外壳内壁中。
可选地，所述热电模块与电能存储机构之间设置有转换开关，所述转换开关包括动触头、第一静触头和第二静触头，所述动触头与电能存储机构相连，第一静触头与热电模块的电极相连，第二静触头与用电负载相连。
另一方面，本发明提供了一种列车气动热吸收方法，包括：
在列车外壳的内壁设置热电转换装置；所述热电转换装置包括热电模块和电能存储机构，所述热电模块的两个电极分别与电能存储机构的两端相连；
当列车运行过程中，列车与空气摩擦使列车外壳发热，热电转换装置将热量转换为电能，并将电能存储在电能存储机构中。
可选地，所述方法还包括：
将电能存储机构与用电负载相连，通过电容给用电负载中的电器供电。
本发明的有益效果为：
本发明采用热电转换装置，可以直接将列车外壳的气动热转化为电能储存，需要时储存的电能可以给车上电器设备提供电能。采用这种方法可以控制列车表面的温度，又能够将气动热吸收利用，变废为宝，与真空管道交通运输系统绿色、环保、节能、安全的理念相适应。
本发明的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明实施例了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明实施例中所述的列车气动热吸收装置结构示意图；
图2为本发明实施例中所述的列车气动热吸收装置电路原理示意图。
图中标记：1、真空管道；2、列车外壳；3、热电转换装置；4、电能存储机构；5、轨道。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
一方面，如图1和图2所示，本实施例提供了一种列车气动热吸收装置，包括列车外壳2，所述列车外壳2的内壁设置有热电转换装置3，所述热电转换装置3包括热电模块和电能存储机构4，所述热电模块的两个电极分别与电能存储机构4的两个极板相连；所述热电转换装置3的热端与列车外壳2相接触，冷端设置于列车外壳2内部的空气中。
本实施例直接在列车外壳2内表面装贴热电转换装置3。将车壳的热量直接转化为电能，通过转换电能存储机构4，可以将电能储存利用，给车上照明设备等供电。该系统结构简单，绿色可靠，且体积重量都很小，适用于磁悬浮列车这种空间宝贵的应用场合。
可选地，所述热电模块为柔性热电模块，且所述热电模块沿着列车外壳2的内部轮廓设置。
可选地，所述热电模块设置在列车外壳2的顶部内侧和两侧壁的内侧。
可选地，所述电能存储机构4包括超级电容C，所述热电模块的两个电极分别与超级电容C的两个极板相连。
可选地，所述超级电容C设置有多个，且多个超级电容C串联设置。
可选地，所述热电转换装置3设置在列车车头的列车外壳2内壁和车尾的列车外壳2内壁中。
可选地，所述热电模块与电能存储机构4之间设置有转换开关，所述转换开关包括动触头、第一静触头和第二静触头，所述动触头与电能存储机构4相连，第一静触头与热电模块的电极相连，第二静触头与用电负载R相连。所述转换开关包括第一转换开关SA1和第二转换开关SA2，所述第一转换开关SA1和第二转换开关SA2分别设置在电能存储机构4的两端。且第一转换开关SA1和第二转换开关SA2同时转换。即，当第一转换开关SA1中的动触头与第一静触头相连时，第二转换开关SA2中的动触头也与第一静触头相连接，反之亦然。当需要给用电负载R供电时，用转换开关将电能存储机构4与用电负载R相连接，即可实现供电目的，同时，切断电能存储机构4与热电模块的连接。
如图1所示，列车在真空管道1地面上设置的轨道5中运行，真空管道1中虽然空气稀薄，但是由于列车运行速度很高，且列车和管道内壁的间隙很小，空气和列车表面摩擦生热，可使列车表面升高；热电模块的热端贴在磁悬浮列车车壳内侧，冷端置于车厢内空气中。当磁浮列车高速行驶时，空气与列车表面摩擦生热，热量通过外壳流入发电模块的热端，热电模块高温测向低温测传导热能并产生热流；热能从高温侧流入从低温侧流出时，有一部分热能不放热，在器件内转化为电能，输出直流电压和电流；多个热电模块串联可获得较大的电压。将电路连接在由多个超级电容串联形成的超级电容器组上，给超级电容充电，将电能储存起来。可以变废为宝，将有害的热量直接转化为电能供给车上照明设备的用电。
超级电容作为一种新型储能元件，具有容量大、功率密度高、充放电时间短、循环寿命长、工作温度范围宽的特点。本实施例中电能与热能需要频繁转化，因而选用超级电容作为储能元件。
另一方面，本实施例提供了一种列车气动热吸收方法，所述方法包括步骤S11和步骤S12。
步骤S11.在列车外壳2的内壁设置热电转换装置3；所述热电转换装置3包括热电模块和电能存储机构4，所述热电模块的两个电极分别与电能存储机构4的两端相连；
步骤S12.当列车运行过程中，列车与空气摩擦使列车外壳2发热，热电转换装置将热量转换为电能，并将电能存储在电能存储机构4中。
所述方法还包括步骤S13。
步骤S13.将电能存储机构4与用电负载相连，通过电容(4)给用电负载中的电器供电。
本实施例中所述的方法可以用上述的列车气动热吸收装置实现。
本发明实施例提供的列车气动热吸收方法，其实现原理及产生的技术效果和前述列车气动热吸收装置实施例相同，为简要描述，列车气动热吸收方法实施例部分未提及之处，可参考前述列车气动热吸收装置实施例中相应内容。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (9)
1.一种列车气动热吸收装置，其特征在于：包括列车外壳(2)，所述列车外壳(2)的内壁设置有热电转换装置(3)，所述热电转换装置(3)包括热电模块和电能存储机构(4)，所述热电模块的两个电极分别与电能存储机构(4)的两个极板相连；所述热电转换装置(3)的热端与列车外壳(2)相接触，冷端设置于列车外壳(2)内部的空气中。
2.根据权利要求1所述的列车气动热吸收装置，其特征在于：所述热电模块为柔性热电模块，且所述热电模块沿着列车外壳(2)的内部轮廓设置。
3.根据权利要求2所述的列车气动热吸收装置，其特征在于：所述热电模块设置在列车外壳(2)的顶部内侧和两侧壁的内侧。
4.根据权利要求1所述的列车气动热吸收装置，其特征在于：所述电能存储机构(4)包括超级电容(C)，所述热电模块的两个电极分别与超级电容(C)的两个极板相连。
5.根据权利要求4所述的列车气动热吸收装置，其特征在于：所述超级电容(C)设置有多个，且多个超级电容(C)串联设置。
6.根据权利要求1所述的列车气动热吸收装置，其特征在于：所述热电转换装置(3)设置在列车车头的列车外壳(2)内壁和车尾的列车外壳(2)内壁中。
7.根据权利要求1所述的列车气动热吸收装置，其特征在于：所述热电模块与电能存储机构(4)之间设置有转换开关，所述转换开关包括动触头、第一静触头和第二静触头，所述动触头与电能存储机构(4)相连，第一静触头与热电模块的电极相连，第二静触头与用电负载相连。
8.一种列车气动热吸收方法，其特征在于，包括：
在列车外壳(2)的内壁设置热电转换装置(3)；所述热电转换装置(3)包括热电模块和电能存储机构(4)，所述热电模块的两个电极分别与电能存储机构(4)的两端相连；
当列车运行过程中，列车与空气摩擦使列车外壳(2)发热，热电转换装置将热量转换为电能，并将电能存储在电能存储机构(4)中。
9.根据权利要求8所述的列车气动热吸收方法，其特征在于，所述方法还包括：
将电能存储机构(4)与用电负载相连，通过电容(4)给用电负载中的电器供电。
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| CN (1) | CN111231998A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111994098A (zh) * | 2020-08-14 | 2020-11-27 | 合肥通用机械研究院有限公司 | 一种低真空管道高速列车系统 |
| CN112026795A (zh) * | 2020-08-14 | 2020-12-04 | 合肥通用机械研究院有限公司 | 一种高速列车适用的低真空管道 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999061269A2 (en) * | 1998-05-22 | 1999-12-02 | Bergstrom, Inc. | Auxiliary heating and air conditioning system for a motor vehicle |
| US20050204762A1 (en) * | 2004-03-19 | 2005-09-22 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Exhaust heat recovery system |
| CN201907506U (zh) * | 2011-01-04 | 2011-07-27 | 德州学院 | 温差发电列车 |
| CN211969421U (zh) * | 2020-03-09 | 2020-11-20 | 西南交通大学 | 一种列车气动热吸收装置 |
-
2020
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999061269A2 (en) * | 1998-05-22 | 1999-12-02 | Bergstrom, Inc. | Auxiliary heating and air conditioning system for a motor vehicle |
| US20050204762A1 (en) * | 2004-03-19 | 2005-09-22 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Exhaust heat recovery system |
| CN201907506U (zh) * | 2011-01-04 | 2011-07-27 | 德州学院 | 温差发电列车 |
| CN211969421U (zh) * | 2020-03-09 | 2020-11-20 | 西南交通大学 | 一种列车气动热吸收装置 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111994098A (zh) * | 2020-08-14 | 2020-11-27 | 合肥通用机械研究院有限公司 | 一种低真空管道高速列车系统 |
| CN112026795A (zh) * | 2020-08-14 | 2020-12-04 | 合肥通用机械研究院有限公司 | 一种高速列车适用的低真空管道 |
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