CN1830710A - 飞旋环道 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种飞旋环道，它类似于磁悬浮列车，主要由轨道线路(支撑梁17)和列车(旋转踏板16)所组成。其特征是：轨道线路(支撑梁17)及列车(旋转踏板16)的平面形态都为全程封闭的圆环形。该飞旋环道是一种超大运能的交通运输工具。可运行于圆环形连体贯通的商业大楼建筑内，可替代部分自动人行道及部分车辆承担在人流密集度高的大城市中的客运任务。

Description

飞旋环道

本发明涉及一种超大运能的交通运输工具。

汽车自从发明以来，全世界约有2,500多万人因车祸丧生，尽管研究开发了缓冲器件、夹层挡风玻璃、安全气囊等安全装备，但是车祸仍是有增无减，车祸猛于虎。普通汽车很容易造成交通拥堵，并且对环境还会产生尾气污染、噪音污染。尤其是汽车产生的低频噪音会对人体心脏不利，通常的隔音装置对低频噪音无效。

普通自动人行道结构复杂、造价高、故障率高、电能消耗高、输送速度极低(0.9m/s)，对于缓解大楼内因人流密集度过高而出现的拥堵情况作用十分有限，难以大范围推广使用。

本发明的目的是为了解决大城市交通事故频发、交通道路经常拥堵面提供一种运能大、成本低、快速、安全的新型运输工具——飞旋环道。并以此替代部分自动人行道及部分车辆承担在人流密集的大城市中的客运任务。

飞旋环道是一种类似于现有的磁悬浮列车的新型运输工具，一般由推进系统、悬浮系统和导向系统所组成。不同的是：飞旋环道的轨道线路(支撑梁17)及列车(旋转踏板16)的平面形态为全程封闭的圆环形。列车(旋转踏板16)与轨道线路(支撑梁17)等长，可不用设车厢、车门及普通转向架。一般地，初级定子19设在固定结构(支撑梁23)上，次级转子(动子)20设在运动结构(旋转踏板16)底部，可不用集电弓(受流器)、架空接触网(第三供电轨)，也可不用车载蓄电池、车载空调设备及车载电源逆变器。飞旋环道的造价明显低于现有的高速、中低速磁悬浮列车的造价1遇到紧急情况突然停电时，可由设置在沿线固定结构上的备用电源向悬浮电磁铁22提供电能。由于飞旋环道结构简单，整体重量很轻，悬浮所消耗的电能少，可靠性高，运营成本也比中低速磁悬浮列车低。又由于飞旋环道的整体重量很轻，运动惯性小，启动加速和制动减速所花费的时间也少。

以下结合附图作更详尽的描述。

附图说明：

图1为飞旋环道建造在圆环形连体贯通的商业大楼建筑内的俯视示意图：外圆环公路1、外圆环壁2、外门及径向走道3、外环空间4、外周向走道5、外旋转踏板6、内旋转踏板7、内周向走道8、内环空间9、内圆环壁10、内门及径向走道11、内圆环公路12。

图2为飞旋环道的侧视图：挡风屏13、桁架框栏14、扶手栏杆15、旋转踏板16、支撑梁17。

图3为采用平面式踏板的飞旋环道横向截面图：初级定子19、次级转子(动子)20、导磁轨21、悬浮电磁铁22、支撑梁23、平面式旋转踏板24、桁架框栏25、挡风屏26。

图4为采用凹面式踏板的飞旋环道横向截面图：初级定子27、次级转子(动子)28、导磁轨29、悬浮电磁铁30、支撑梁31、四面式旋转踏板32、桁架框栏33、挡风屏34。

如图1所示：该圆环形连体贯通的商业大楼建筑，类似于有许多个平面形态为矩形的建筑沿圆弧线相连成圆环而形成的建筑。该建筑设有内部全线贯通的走道(走廊)(如外周向走道5及内周向走道8)其中外环空间4和内环空间9可以是展厅、商铺、商务中心、会议中心、宾馆、影剧院、娱乐场所、办公室、仓库、电梯通道...为了更充分的利用大城市宝贵的土地资源，该圆环形连体贯通的商业大楼建筑还可以同心圆方式—环套—环的建造。该建筑还可以高架方式建造，如建造垂直塔楼加水平圆环形连接的大楼建筑。另外还可以建造在地下圆环形隧道中。

如图2所示：桁架框栏14上包括拉环和扶手。在旋转踏板16上包括少量座椅。对于速度较低的飞旋环道无需设置挡风屏13。

飞旋环道的轨道线路无需采用区间闭塞的方法防止纵向(周向)列车追尾，运行时即使电脑控制系统失灵也绝不会发生追尾及迎头相撞的事故。由于飞旋环道的轨道是一种“暗轨”，因而也绝不会发生纵向(周向)人员被撞的事故。飞旋环道的安全性比目前所有的交通运输工具中安全性最高的磁悬浮列车还要高。对于横向(径向)行驶的车辆，由于横向(径向)交通车流量很低，只需在相异运输层建造少量的横向(径向)高架道路、车行天桥或地下隧道。飞旋环道的轨道线路通常还并行建造有普通公路交通(外圆环公路1和内圆环公路12)，该公路交通也可以是轨道交通(可包括并行建造的环形人行道及环形绿化带)。其中环形绿化带能起到减少汽车尾气、汽车噪音对圆环形连体贯通的商业大楼的负面影响。飞旋环道可分流大部分普通公路交通(外圆环公路1和内圆环公路12)上的部分乘客，可显著缓解交通道路拥堵，并可提高普通车辆的平均行驶速度。这是因为普通车辆的停车站点的间隔可设得更长些。一般可将所有横向(径向)线路安排在同一运输层上，将所有纵向(周向)线路安排在另一运输层上。人们从一个运输层到达另一运输层，一般可使用楼梯(或使用电梯)。普通车辆从一个运输层到达另一运输层，可使用匝道(或使用货运电梯)。由于飞旋环道的轨道线路(或并行的公路交通)在同一运输层上不存在交叉，因而不会出现交叉路口长时间等候的情况，也避免了纵横车辆相碰撞的事故。而在普通公路交通的交叉路口处通常设有信号灯，车辆及行人经常会出现长时间等候的情况。

飞旋环道的旋转踏板16可以是整体的结构。但是为了便于运输、维护及安装，旋转踏板16(包括桁架框栏14)一般沿纵向(周向)分成许多个一定长度的段，分段的旋转踏板16可以是整体压铸式踏板。段与段的连接可以是链式连接也可以是固定连接，段与段的连接处可以设有挂钩、或伸缩结构、或长度可调节装置。

如图1所示：飞旋环道建造在圆环形连体贯通的商业大楼建筑内的好处是：

(1)无需另外建造大量的人行天桥、停车场、候车亭。当飞旋环道高速旋转时，人们想要从飞旋环道的轨道线路一侧到达另一侧，只需通过另一层楼板即可。

(2)可显著降低轨道线路设计的技术难度。由于大楼内楼层楼板非常平顺，飞旋环道的悬浮气源可以小于8mm，因而能提高牵引电机的功率因数和效率。旋转踏板16可不一定使用缓震垫。

(3)大楼内的温差变化很小，也不会受雷电、冰雪、浓雾及狂风暴雨的影响，飞旋环道不会出现经常停运的情况，因而能提高全年的平均运能，轨道线路的建造成本也可明显降低。

(4)商业大楼内的人流密集程度非常高，非常适合建造运能极大的飞旋环道。并且飞旋环道使用电能，不会产生汽车尾气污染：使用磁悬浮技术，不会产生噪音污染。

(5)出行方便，出行所花费的时间少。乘普通公交车辆、地铁列车、轻轨列车及磁悬浮列车，人们往往需要从出发点走很长的路到达公交线路沿线，并顺着沿线走很长的路才可到达上车站点...下车后，还需从下车站点走很长的路到达目的地。相比之下，人们只需走很少的路，到达飞旋环道的轨道线路沿线即可乘上飞旋环道。离开飞旋环道后，只需走很少的路即可到达目的地。

(6)建造飞旋环道对土地的利用率是最高的，可显著节省大城市人流密集区域的宝贵的土地资源及空间，具有很高的经济效益。这是因为通常在大城市的人流密集的区域，土地及空间的价值往往是非常高的。

实施例：

一种采用悬浮与导向合二为一结构的飞旋环道。

中低速磁悬浮列车行驶时离心力不大，不一定采用高速磁悬浮列车的独立导向系统，多采用造价低的悬浮与导向合二为一的结构(如日本HSST系统等)。由于飞旋环道的轨道线路曲线上各点的曲率相同并且很小，因而对于导向系统的技术要求很低，飞旋环道除了采用现有的其他列车技术以外，也可采用悬浮与导向合二为一的结构，这可降低造价。如图3或图4所示，其中导磁轨21的横截面为“U”形，背面(下面)可以铺设有反应板(一般为铝质或铜质导电板)，与初级定子19相对。悬浮电磁铁22为倒“U”形结构，与“U”形导磁轨21相对。飞旋环道(如图1：外飞旋环道6或内飞旋环道7)的牵引电机既可采用短定子线性异步(或同步)电机，也可以采用“等长定子”巨型圆环形异步(或同步)旋转电机。(前述的“旋转电机”也可以说是一种定子铁芯沿水平面弯曲成圆弧线状，且两端闭合的“等长定子”异步(或同步)线性电机)。采用巨型圆环形异步(或同步)旋转电机不会有普通线性电机所存在的边端效应：纵向端部效应(end effect)和横向边缘效应(transverse effect)。也不一定需要使用普通旋转电机所使用的散热风扇、滚动轴承、齿轮、齿条和变速箱等机械传动机构。不过牵引电机为同步电机时，系统的造价要高一些，但是牵引电机的初级定子利用率很高，因而飞旋环道与使用长定子的磁悬浮列车相比仍然有很高的经济性。此时导磁轨21的背面不是铺设反应板，而是铺设永磁(或电磁)式同步线性(或旋转)电机的次级转子(动子)。其中永磁材料优选钕铁硼稀土材料。

为了能使飞旋环道达到高速安全输送乘客的目的，飞旋环道可以采用双旋转踏板或多旋转踏板并行设计的结构及采用匀速分级控制技术、变速分级控制技术、匀速变速混合控制技术。其中多个旋转踏板并行建造在一起时，各旋转踏板的速度等级从一侧到另一侧(沿径向)逐渐递增(或递减)。

采用匀速分级控制技术时，乘客可从速度等级低的旋转踏板沿横向(径向)逐级进入相对速度等级较高的旋转踏板。速度差的绝对值一般＜＝(0.9m/s)。

采用变速分级控制技术时，将各旋转踏板的运行速度都周期性的控制在上限与下限两种状态下。当某个旋转踏板处在速度下限时，速度低一级(或高一级)的相邻旋转踏板则都处在速度上限，此时可以和速度低一级的相邻旋转踏板相互交换乘客......

采用匀速变速混合控制技术时，每个旋转踏板可以是变速运行也可以是匀速运行。如图1所示：可将低速外旋转踏板6设置为变速运行，将高速内旋转踏板7设置为匀速运行，当外旋转踏板6处在速度上限时，此时其速度与内旋转踏板7的速度相等或相近，可以相互交换乘客。速度差的绝对值一般＜＝(0.9m/s)。上诉的各种控制方式都可以有设置在地面的电脑系统按预设的程序自动控制。

Claims (10)

1.一种飞旋环道，该飞旋环道类似于磁悬浮列车，主要由轨道线路(支撑梁17)及列车(旋转踏板16)所组成。其特征是：轨道线路(支撑梁17)和列车(旋转踏板16)的平面形态为全程封闭的圆环形。列车(旋转踏板16)由悬浮电磁铁悬浮，由牵引电机驱动运行。牵引电机可以是线性电机或是巨型圆环形旋转电机。

2.如权利要求1所诉的飞旋环道，其特征是：该飞旋环道建造在圆环形连体贯通的商业大楼建筑内。该大楼建筑的平面形态为全程封闭的圆环形。内部某一楼层或多个楼层设有全程贯通的纵向(周向)走道、横向(径向)走道和轨道线路(支撑梁17)。外部还并行建造有环形绿化带、环形人行道及圆环公路(外圆环公路1和内圆环公路12)。该建筑可以同心圆方式一环套一环的建造。

3.如权利要求1或2所诉的飞旋环道，其特征是：该飞旋环道的牵引电机的初级定子19设在轨道线路(支撑梁23)上，次级转子(动子)20设在列车(旋转踏板24)下。

4.如权利要求2或3所诉的飞旋环道，其特征是：该飞旋环道省略了独立的导向电磁铁，采用悬浮与导向合二为一结构，其中导磁轨21的横截面为“U”形，背面(下面)可以铺设有反应板(铝质或铜质导电板)，与导磁轨21组成次级转子(动子)20，并与初级定子19相对。悬浮电磁铁22为倒“U”形结构，与“U”形导磁轨21相对。其中旋转踏板16可以设计成平面式旋转踏板24或凹面式旋转踏板32。旋转踏板16还沿纵向(周向)分成许多个一定长度的段，分段的旋转踏板16为整体压铸式踏板。段与段的连接可以是链式连接或固定连接，段与段的连接处可以设有挂钩、或伸缩结构、或长度可调节装置。

5.如权利要求1所诉的飞旋环道，其特征是：牵引电机可以是异步线性电机或同步线性电机或巨型圆环形异步旋转电机或巨型圆环形同步旋转电机。

6.如权利要求3或4所诉的飞旋环道，其特征是：牵引电机可以是异步线性电机或同步线性电机或巨型圆环形异步旋转电机或巨型圆环形同步旋转电机。

7.如权利要求2所诉的圆环形连体贯通的商业大楼建筑，该建筑可以高架方式建造成垂直塔楼加水平圆环形连接的建筑，或建造在地下圆环形隧道中。该建筑可以同心圆方式一环套一环的并行建造。

8.如权利要求4或6所诉的飞旋环道，该飞旋环道的旋转踏板16上还设有挡风屏13、桁架框栏14、扶手栏杆15。

9.如权利要求4或6所述的飞旋环道，该飞旋环道采用双(或多)旋转踏板的设计结构及采用匀速分级或变速分级或匀速变速混合控制运行方式。

10.如权利要求5或6所诉的同步电机，具体为钕铁硼永磁式类型。

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