KR20130000751A - Tube train system using magnetic hydrodynamic propulsion apparatus - Google Patents

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KR20130000751A
KR20130000751A KR1020110061470A KR20110061470A KR20130000751A KR 20130000751 A KR20130000751 A KR 20130000751A KR 1020110061470 A KR1020110061470 A KR 1020110061470A KR 20110061470 A KR20110061470 A KR 20110061470A KR 20130000751 A KR20130000751 A KR 20130000751A
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박찬배
이병송
이형우
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한국철도기술연구원
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Abstract

PURPOSE: A tube train system using a magnetic hydrodynamic propulsion apparatus is provided to prevent driving noise by providing a system without wheels and rails. CONSTITUTION: A tube train system(S) using a magnetic hydrodynamic propulsion apparatus comprises a tube structure(100) and a railway vehicle(200). The tube structure is made of a hollow tunnel to collect seawater(1) in the tunnel. The tube structure floats the railway vehicle on the collected seawater and supports the left, right, and top of the railway vehicle with multiple guide tracks(110). The guide wheels(210) of the railway vehicle are connected to the grooves of the guide tracks. A magnetic hydrodynamic propulsion apparatus is arranged under the railway vehicle and is received in the seawater collected in the tube structure. The magnetic hydrodynamic propulsion apparatus applies DC voltage with a superconducting DC magnet to control the propulsion and the brake of the railway vehicle.

Description

자기유체역학 추진장치를 이용한 튜브 철도시스템{TUBE TRAIN SYSTEM USING MAGNETIC HYDRODYNAMIC PROPULSION APPARATUS}TUBE TRAIN SYSTEM USING MAGNETIC HYDRODYNAMIC PROPULSION APPARATUS}

본 발명은 튜브 구조물에 의한 일정 궤도를 갖는 튜브 열차시스템에 관한 것으로써, 튜브 열차시스템의 추진시스템은 자기유체역학의 원리를 이용한 간단한 추진시스템을 제공하는 기술에 관한 것이다.The present invention relates to a tube train system having a constant track by a tube structure, the propulsion system of the tube train system relates to a technique for providing a simple propulsion system using the principle of magnetohydrodynamics.

일반적인 열차시스템은 주행을 위한 차륜과 레일을 갖추고 있으며, 차륜과 레일의 기계적 마찰에 의한 점착력으로 주행을 하는 시스템으로, 이러한 시스템은 차량의 주행을 위하여 차륜에 회전력을 전달해 줄 견인전동기와 전력변환장치를 포함한 복잡한 추진시스템이 필요하다.The general train system is equipped with wheels and rails for driving and is driven by adhesive force due to mechanical friction between the wheels and rails. Such a system is a traction motor and a power converter that transmits torque to the wheels for driving a vehicle. Complex propulsion systems are needed.

도 1에 도시된 바와 같이, 기존의 점착식 추진시스템이 적용된 튜브열차 시스템의 구조를 살피면 튜브 구조물, 차량과 대차 및 차륜, 차량용 추진시스템(전력변환장치와 견인전동기)에 전력을 전달하기 위한 전차선과 판토그래프 시스템, 그리고 레일을 포함한 궤도시스템으로 구분할 수 있다.As shown in FIG. 1, the structure of a tube train system to which a conventional pressure-propelled propulsion system is applied is a tube structure for transferring electric power to a tube structure, a vehicle, a vehicle, a wheel, and a vehicle propulsion system (a power converter and a traction motor). And the pantograph system, and the track system including the rails.

그러나, 종래의 점착식 추진시스템이 적용된 튜브 열차시스템의 경우, 그 추진발생 원리상 차량 차체에 장착된 휠과 지면 궤도에 고정되어 있는 레일 사이의 마찰력을 통해 얻는 구조이므로 차륜의 공전(Slip) 또는 활주(Sliding) 현상이 발생 할 수 있다.However, in the case of the tube train system to which the conventional pressure-propelled propulsion system is applied, since the propulsion principle is obtained by the frictional force between the wheel mounted on the vehicle body and the rail fixed to the ground track, the slippage of the wheel or Sliding may occur.

이러한 이유로 큰 추진력을 얻기 위해서는 차체의 무게가 이에 비례해서 커져야 한다는 제한이 가해지게 되며 이는 또다시 급가속을 어렵게 만드는 원인으로 작용하게 되며, 레일을 포함한 궤도 시설 및 차량에 전력을 급전하기 위한 전차선 설비가 필요하므로 시공 시 많은 비용이 발생하는 문제점이 있다.For this reason, in order to obtain a large propulsion, the weight of the vehicle body must be increased in proportion to it, which in turn causes the acceleration to be difficult, and the tramline equipment for supplying electric power to the track facilities including the rails and the vehicle. There is a problem in that a lot of costs occur during construction.

그리고, 차량의 차륜과 궤도상의 레일과의 기계적 점착에 의한 추진 방식으로 구성됨에 따라 주행에 따른 소음이 발생하며, 특히 곡선부 및 차량의 제동 시에 심한 소음이 발생하는 문제점이 있다.In addition, since the vehicle is configured in a propulsion manner by mechanical adhesion between the wheel of the vehicle and the rail on the track, noise due to driving occurs, and there is a problem in that severe noise occurs during braking of the curved portion and the vehicle.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 자기유체역학 추진시스템을 적용한 튜브열차 시스템이 해수(도전성 유체)와의 상대적 힘에 의해 추진이 되는 시스템을 구성함으로써, 별도의 궤도 시설 및 차량에 전력을 급전하기 위한 전차선 설비가 필요하지 않으며, 철도시스템 구성을 간소화함에 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems, the tube train system applying the magnetohydrodynamic propulsion system is configured by a system that is propelled by the relative force with the sea water (conductive fluid), so as to separate track facilities and vehicles There is no need for a catenary for power supply, and the purpose is to simplify the construction of the railway system.

또한, 본 발명은 차량에 탑재되는 초전도 DC 마그넷을 초기에 자화시키기 위한 DC 전원(영구전류 모드로 동작)과 (+), (-) 전극판 양단에 걸어줄 DC 전원만을 구성함으로써, 해수(도전성 유체)가 존재하는 한 추진력을 지속적으로 얻을 수 있는 에너지 절약성 철도시스템 구축함에 그 목적이 있다.In addition, the present invention constitutes only a DC power supply (operating in the permanent current mode) and a DC power supply to the both ends of the (+) and (-) electrode plate for the initial magnetization of the superconducting DC magnet mounted on the vehicle, so that seawater (conductive The purpose is to build an energy-saving railway system that can continuously obtain propulsion as long as it exists.

또한, 본 발명은 자기유체역학(Magneto Hydro-Dynamic: MHD) 추진시스템의 속도 조절 및 제동이 차량에 탑재된 DC 전원의 전압 레벨 조절 및 DC 전원의 극성 변경만으로 가능함으로써, 철도시스템의 제어가 간단하고 용이하게 함에 그 목적이 있다.In addition, the present invention can easily control the railway system by controlling the speed and braking of the magneto hydro-dynamic (MHD) propulsion system only by adjusting the voltage level of the DC power supply mounted on the vehicle and changing the polarity of the DC power supply. The purpose is to make it easy.

또한, 본 발명은 별도의 궤도 시설 및 차량에 전력을 급전하기 위한 전차선 설비를 필요로 하지 않음에 따라 시스템 구축비용이 저렴한 경제적인 철도시스템을 제공함에 그 목적이 있다.In addition, an object of the present invention is to provide an economical railway system with low system construction cost since it does not require a separate lane facility and a catenary for feeding electric power to a vehicle.

그리고, 본 발명은 기존의 점착식 추진시스템과 달리 휠과 레일이 없는 시스템을 제공함으로써, 주행에 따른 소음이 발생하지 않는 친환경적인 철도시스템을 제공함에 그 목적이 있다.In addition, the present invention is to provide an environment-friendly railroad system that does not generate noise due to running by providing a wheel and rail-free system unlike the conventional pressure-propelled propulsion system.

이러한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 자기유체역학 추진장치를 이용한 튜브 철도시스템은, 중공형의 터널로 구성되어 그 내부에 해수를 담수하도록 구성되며, 담수된 해수 상부에 철도차량을 부상시키되, 내측에 구비된 복수개의 가이드 트랙을 통해 철도차량의 좌측, 우측 및 상측을 지지하는 튜브구조물(100); 가이드 트랙과 대향하는 좌측, 우측 및 상측면에 바퀴를 구비한 가이드 휠이 가이드 트랙에 형성된 홈에 맞닿도록 구성하는 철도차량(200); 및 철도차량 각 량의 하단부에 복수개의 모듈 형태로 구비되어 튜브구조물에 담수된 해수에 수용되며, 그 하부에 구비된 초전도 DC 마그넷으로 DC전압을 인가하여 도전성 유체의 기능을 수행하는 해수와의 자기장에 따라 철도차량의 추진 및 제동을 제어하는 자기유체역학 추진장치(300);를 포함한다.Tube railway system using the magnetohydrodynamic propulsion apparatus of the present invention for achieving this technical problem, is composed of a hollow tunnel is configured to desalination of the seawater in the inside, to injure the railway vehicle on top of the fresh water, Tube structure 100 for supporting the left, right and the upper side of the railway vehicle through a plurality of guide tracks provided on the inside; A railroad car 200 configured to have a guide wheel having wheels on the left, right, and upper sides facing the guide track to abut the groove formed in the guide track; And a plurality of modules provided at the lower end of each railway vehicle, accommodated in seawater fresh in the tube structure, and a magnetic field with seawater that performs a function of conductive fluid by applying a DC voltage to a superconducting DC magnet provided at the bottom thereof. It includes; a magnetohydrodynamic propulsion device 300 for controlling the propulsion and braking of the railway vehicle.

또한, 자기유체역학 추진장치는, 철도차량 각 량의 하단부에 구비되어 극저온 용기에 수용되도록 구성되며, 전원부로부터 인가받은 DC전원에 따라 균일한 고 자기장을 발생시키는 초전도 DC 마그넷(310); 초전도 DC 마그넷 하부 일측 하단에 (+)전극판을 구성하고, 초전도 DC 마그넷 하부 타측 하단에 (-)전극판을 구성하여 전원부로부터 DC전원을 인가받는 전극판(320); 및 초전도 DC 마그넷 및 전극판으로 DC전원을 인가하되, DC전원의 전압레벨을 제어하여 (+)전극판 및 (-)전극판 사이에 흐르는 전류의 크기 조절을 통해 철도차량의 추진력을 제어하는 전원부(330);를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the magnetohydrodynamic propulsion apparatus, is provided at the lower end of each railroad vehicle is configured to be accommodated in the cryogenic container, superconducting DC magnet 310 for generating a uniform high magnetic field in accordance with the DC power supplied from the power supply; An electrode plate 320 configured to form a positive electrode plate at a lower side of the lower side of the superconducting DC magnet, and a negative electrode plate at a lower end of the other side of the lower side of the superconducting DC magnet, and receive DC power from the power supply unit; And a power supply unit which applies DC power to the superconducting DC magnet and the electrode plate, controls the voltage level of the DC power supply to control the driving force of the railway vehicle by controlling the magnitude of the current flowing between the (+) electrode plate and the (-) electrode plate. 330; characterized in that it comprises a.

또한, 자기유체역학 추진장치는, 초전도 DC 마그넷에 의해 발생하는 균일한 자기장하에서, 전원부로부터 인가받은 DC전원에 따라 (+)전극판 및 (-)전극판 각각에 전류를 인가하여 자기장과 전류 벡터가 이루는 면에 수직한 방향으로 추진력을 발생시키는 것을 특징으로 한다.In addition, the magnetohydrodynamic propulsion apparatus applies a current to each of the positive electrode plate and the negative electrode plate according to the DC power supplied from the power supply unit under a uniform magnetic field generated by the superconducting DC magnet. It characterized in that the driving force is generated in a direction perpendicular to the plane to form.

또한, 전원부는, (+)전극판 및 (-)전극판의 극성을 반전시켜 철도차량이 추진하는 힘의 방향을 바꾸어 철도차량의 제동을 제어하는 것을 특징으로 한다.In addition, the power supply unit is characterized by controlling the braking of the railway vehicle by reversing the polarity of the (+) electrode plate and the (-) electrode plate to change the direction of the force pushed by the railway vehicle.

또한, 자기유체역학 추진장치는, 튜브구조물 내벽 상측에 기 설정된 간격을 갖도록 복수개로 구비되어 전원부가 (+)전극판 및 (-)전극판로의 DC전류 인가에 의해 해수가 전기분해 되어 (+)전극판에서 발생하는 염소(Cl)가스를 회수 및 제거하는 염소가스 제거부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, a plurality of magnetohydrodynamic propulsion apparatuses are provided on the inner wall of the tube structure so as to have a predetermined interval so that the seawater is electrolyzed by applying a DC current to the (+) electrode plate and the (-) electrode plate. And a chlorine gas removal unit for recovering and removing chlorine (Cl) gas generated from the electrode plate.

그리고, 초전도 DC 마그넷은, Nd계의 영구자석으로 구성되어 영구적으로 균일한 고 자기장을 발생시키는 것을 특징으로 한다.In addition, the superconducting DC magnet is composed of Nd-based permanent magnets, characterized in that to generate a permanently uniform high magnetic field.

상기와 같은 본 발명에 따르면, 자기유체역학 추진시스템을 적용한 튜브열차 시스템이 해수(도전성 유체)와의 상대적 힘에 의해 추진이 되는 시스템을 구성함으로써, 별도의 궤도 시설 및 차량에 전력을 급전하기 위한 전차선 설비가 필요하지 않으며, 철도시스템 구성을 간소화하는 효과가 있다.According to the present invention as described above, by forming a system in which the tube train system to which the magnetohydrodynamic propulsion system is applied is promoted by the relative force with the seawater (conductive fluid), the tram line for feeding electric power to separate track facilities and vehicles There is no need for equipment, and the effect of simplifying the construction of the railway system is effective.

또한, 본 발명에 따르면, 차량에 탑재되는 초전도 DC 마그넷을 초기에 자화시키기 위한 DC 전원(영구전류 모드로 동작)과 (+), (-) 전극판 양단에 걸어줄 DC 전원만을 구성함으로써, 해수(도전성 유체)가 존재하는 한 추진력을 지속적으로 얻을 수 있는 에너지 절약성 철도시스템 구축하는 효과가 있다.In addition, according to the present invention, by configuring only the DC power supply (operating in the permanent current mode) and the DC power supply to both ends of the (+), (-) electrode plate for magnetizing the superconducting DC magnet mounted on the vehicle initially, As long as (conductive fluid) exists, it is effective to build an energy-saving railway system that can continuously obtain propulsion.

또한, 본 발명에 따르면, 자기유체역학(Magneto Hydro-Dynamic: MHD) 추진시스템의 속도 조절 및 제동이 차량에 탑재된 DC 전원의 전압 레벨 조절 및 DC 전원의 극성 변경만으로 가능함으로써, 철도시스템의 제어가 간단하고 용이하게 하는 효과가 있다.In addition, according to the present invention, the speed control and braking of the magneto hydrodynamic (MHD) propulsion system is possible only by controlling the voltage level of the DC power supply mounted on the vehicle and changing the polarity of the DC power supply, thereby controlling the railway system. Has the effect of being simple and easy.

또한, 본 발명에 따르면, 별도의 궤도 시설 및 차량에 전력을 급전하기 위한 전차선 설비를 필요로 하지 않음에 따라 시스템 구축비용이 저렴한 경제적인 철도시스템을 제공하는 효과가 있다.In addition, according to the present invention, there is no need for a catenary facility for feeding electric power to a separate track facility and a vehicle, thereby providing an economical railway system with low system construction cost.

그리고, 본 발명에 따르면, 기존의 점착식 추진시스템과 달리 휠과 레일이 없는 시스템을 제공함으로써, 주행에 따른 소음이 발생하지 않는 친환경적인 철도시스템을 제공하는 효과가 있다.In addition, according to the present invention, unlike the conventional pressure-propelled propulsion system by providing a system without wheels and rails, there is an effect of providing an environment-friendly railway system that does not generate noise due to running.

도 1은 종래의 점착식 추진시스템이 적용된 튜브열차 시스템의 구조를 도시한 도면.
도 2는 본 발명에 따른 자기유체역학 추진장치를 이용한 튜브 철도시스템을 도시한 구성도.
도 3은 본 발명에 따른 자기유체역학 추진장치를 이용한 튜브 철도시스템의 자기유체역학 추진장치를 도시한 구성도.
도 4는 본 발명에 따른 자기유체역학 추진장치를 이용한 튜브 철도시스템의 자기유체역학 추진장치에 대한 구성요소들을 도시한 구성도.
도 5는 본 발명에 따른 자기유체역학 추진장치를 이용한 튜브 철도시스템의 초전도 DC 마그넷에 의해 발생하는 자기장을 플레밍의 왼손법칙에 따라 설명하는 도면.
도 6은 본 발명에 따른 자기유체역학 추진장치를 이용한 튜브 철도시스템의 자기유체역학 추진장치의 추진 원리를 도시한 구성도.
도 7은 본 발명에 따른 자기유체역학 추진장치를 이용한 튜브 철도시스템의 자기유체역학 추진장치의 추진에 따라 철도열차가 추진하는 원리를 도시한 구성도.
도 8은 본 발명에 따른 자기유체역학 추진장치를 이용한 튜브 철도시스템의 자기유체역학 추진장치에 의해 염소가스가 발생하는 원리를 도시한 구성도.
도 9는 본 발명에 따른 자기유체역학 추진장치를 이용한 튜브 철도시스템의 염소가스 제거부를 도시한 구성도.
도 10은 본 발명에 따른 자기유체역학 추진장치를 이용한 튜브 철도시스템의 초전도 DC 마그넷을 Nd계의 영구자석으로 구성한 것을 도시한 구성도.1 is a view showing the structure of a tube train system to which a conventional pressure-propelled propulsion system is applied.
Figure 2 is a block diagram showing a tube railway system using a magnetohydrodynamic propulsion apparatus according to the present invention.
Figure 3 is a block diagram showing a magnetohydrodynamic propulsion device of the tube railway system using a magnetohydrodynamic propulsion apparatus according to the present invention.
Figure 4 is a block diagram showing the components for the magnetohydrodynamic propulsion system of the tube railway system using a magnetohydrodynamic propulsion apparatus according to the present invention.
5 is a diagram illustrating a magnetic field generated by a superconducting DC magnet of a tube railway system using a magnetohydrodynamic propulsion system according to the present invention according to Fleming's left hand law.
6 is a configuration diagram showing the propulsion principle of the magnetohydrodynamic propulsion system of the tube railway system using the magnetohydrodynamic propulsion apparatus according to the present invention.
Figure 7 is a block diagram showing the principle that the railroad train in accordance with the propulsion of the magnetohydrodynamic propulsion system of the tube railway system using a magnetohydrodynamic propulsion apparatus according to the present invention.
Figure 8 is a block diagram showing the principle of generating chlorine gas by the magnetohydrodynamic propulsion system of the tube railway system using a magnetohydrodynamic propulsion apparatus according to the present invention.
Figure 9 is a block diagram showing a chlorine gas removal unit of the tube railway system using a magnetohydrodynamic propulsion apparatus according to the present invention.
10 is a block diagram showing a superconducting DC magnet of the Nd-based permanent magnet of the tube railway system using a magnetohydrodynamic propulsion apparatus according to the present invention.

본 발명의 구체적인 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 할 것이다. 또한, 본 발명에 관련된 공지 기능 및 그 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는, 그 구체적인 설명을 생략하였음에 유의해야 할 것이다.Specific features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description based on the accompanying drawings. Prior to this, terms and words used in the present specification and claims are to be interpreted in accordance with the technical idea of the present invention based on the principle that the inventor can properly define the concept of the term in order to explain his invention in the best way. It should be interpreted in terms of meaning and concept. It is to be noted that the detailed description of known functions and constructions related to the present invention is omitted when it is determined that the gist of the present invention may be unnecessarily blurred.

도 2는 본 발명에 따른 자기유체역학 추진장치를 이용한 튜브 철도시스템을 도시한 구성도이다. 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 자기유체역학 추진장치를 이용한 튜브 철도시스템(S)은, 튜브구조물(100), 철도차량(200) 및 자기유체역학 추진장치(300)를 포함하여 구성된다.Figure 2 is a block diagram showing a tube railway system using a magnetohydrodynamic propulsion apparatus according to the present invention. As shown, the tube railway system (S) using the magnetohydrodynamic propulsion apparatus according to the present invention, the tube structure 100, the railway vehicle 200 and the magnetohydrodynamic propulsion device 300 is configured.

먼저, 튜브구조물(100)은 중공형의 터널로 구성되어 그 내부에 해수(1)를 담수하도록 구성되며, 담수된 해수(1) 상부에 철도차량(200)을 부상시키되, 내측에 구비된 복수개의 가이드 트랙(110)을 통해 철도차량(200)의 좌측, 우측 및 상측을 지지한다.First, the tube structure 100 is composed of a hollow tunnel is configured to desalination of the seawater (1) therein, and to raise the railway vehicle 200 on the fresh water (1) above, a plurality provided inside The left, right and upper sides of the railroad car 200 are supported through the two guide tracks 110.

또한, 철도차량(200)은 가이드 트랙(110)과 대향하는 좌측, 우측 및 상측면에 바퀴를 구비한 가이드 휠(210)이 가이드 트랙(110)에 형성된 홈에 맞닿도록 구성하여, 철도차량(200)의 주행을 안내하고 튜브구조물(100) 내벽에 충돌하는 것을 방지한다.
In addition, the railroad vehicle 200 is configured such that the guide wheel 210 having wheels on the left, right, and upper sides facing the guide track 110 abuts the groove formed in the guide track 110, thereby providing a railroad vehicle ( Guide the running of the 200 and prevent the collision with the inner wall of the tube structure (100).

한편, 도 3을 참조하여 본 발명에 따른 자기유체역학 추진장치를 이용한 튜브 철도시스템(S)의 자기유체역학 추진장치(300)에 대해 살피면 아래와 같다.On the other hand, with reference to Figure 3, the surface of the magnetohydrodynamic propulsion device 300 of the tube railway system (S) using the magnetohydrodynamic propulsion apparatus according to the present invention is as follows.

자기유체역학 추진장치(300)는 철도차량(200) 각 량의 하단부에 복수개의 모듈 형태로 구비되어 튜브구조물(100)에 담수된 해수(1)에 수용되며, 초전도 DC 마그넷(310)으로 DC전압을 인가하여 도전성 유체의 기능을 수행하는 해수(1)와의 자기장에 따라 추진하여 철도차량(200)의 추진 및 제동을 제어하는바, 초전도 DC 마그넷(310), 전극판(320), 전원부(330) 및 염소가스 제거부(340)를 포함하여 구성된다.The magnetohydrodynamic propulsion device 300 is provided in a plurality of modular forms at the lower end of each of the railroad vehicle 200 and is accommodated in the seawater 1 freshwater in the tube structure 100, and the DC as the superconducting DC magnet 310. Propulsion and braking of the railroad vehicle 200 is controlled by applying a voltage to the magnetic field with the seawater 1 which functions as a conductive fluid. The superconducting DC magnet 310, the electrode plate 320, and the power supply unit ( 330 and the chlorine gas removal unit 340 is configured.

구체적으로, 도 4를 참조하여 본 발명에 따른 자기유체역학 추진장치를 이용한 튜브 철도시스템(S)의 자기유체역학 추진장치(300)에 대한 구성요소에 대해 살피면 아래와 같다.Specifically, referring to FIG. 4, the components of the magnetohydrodynamic propulsion apparatus 300 of the tube railway system S using the magnetohydrodynamic propulsion apparatus according to the present invention are as follows.

먼저, 자기유체역학 추진장치(300)의 초전도 DC 마그넷(310)은 철도차량(200) 각 량의 하단부에 구비되어 극저온 용기(311)에 수용되도록 구성되며, 전원부(330)로부터 인가받은 DC전원에 따라 균일한 고 자기장을 발생시킨다.First, the superconducting DC magnet 310 of the magnetohydrodynamic propulsion apparatus 300 is provided at the lower end of each of the railroad vehicle 200 and is configured to be accommodated in the cryogenic container 311, and the DC power applied from the power supply unit 330. Produces a uniform high magnetic field.

또한, 전극판(320)은 초전도 DC 마그넷(310) 하부 일측 하단에 (+)전극판(321)을 구성하고, 초전도 DC 마그넷(310) 하부 타측 하단에 (-)전극판(322)을 구성하여 전원부(330)로부터 DC전원을 인가받는다.In addition, the electrode plate 320 constitutes a (+) electrode plate 321 at one lower side of the lower side of the superconducting DC magnet 310 and a (-) electrode plate 322 at the lower end of the other side of the lower side of the superconducting DC magnet 310. To receive DC power from the power supply unit 330.

이때, 전극판(320)은 도 5에 도시된 바와 같이 플레밍의 왼손법칙에 따라 초전도 DC 마그넷(310)에 의해 발생하는 균일한 자기장하에서, 전원부(330)로부터 인가받은 DC전원에 따라 (+)전극판(321) 및 (-)전극판(322) 각각에 전류를 흐르게 되고, 이에 따라 자기장과 전류 벡터가 이루는 면에 수직한 방향으로 도체가 힘을 받도록 추진력을 발생시킨다.At this time, the electrode plate 320 according to the DC power applied from the power supply unit 330 under a uniform magnetic field generated by the superconducting DC magnet 310 according to the Fleming's left hand law as shown in FIG. A current flows through each of the electrode plate 321 and the negative electrode plate 322, thereby generating a driving force to receive the conductor in a direction perpendicular to the plane formed by the magnetic field and the current vector.

즉, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 도전성 유체의 기능을 수행하는 해수(1)에 작용하는 힘의 방향과 반대 방향으로 철도차량(200)이 상대적 힘을 받게 되어 추진하게 된다.That is, as shown in FIGS. 6 and 7, the railroad vehicle 200 receives a relative force in a direction opposite to the direction of the force acting on the seawater 1 serving as the conductive fluid.

또한, 전원부(330)는 초전도 DC 마그넷(310) 및 전극판(320)으로 DC전원을 인가하되, DC전원의 전압레벨을 제어하여 (+)전극판(321) 및 (-)전극판(322) 사이에 흐르는 전류의 크기 조절을 통해 철도차량(200)이 추진하는 힘 조절을 가능하게 한다.In addition, the power supply unit 330 applies DC power to the superconducting DC magnet 310 and the electrode plate 320, but controls the voltage level of the DC power supply (+) electrode plate 321 and (-) electrode plate 322 By controlling the magnitude of the current flowing between the) enables to control the force pushed by the railway vehicle 200.

또한, 전원부(330)가 DC전원을 인가하는 (+)전극판(321) 및 (-)전극판(322)의 극성을 반전시켜 철도차량(200)이 추진하는 힘의 방향을 바꾸어 철도차량(200)의 제동을 제어한다.In addition, the power supply unit 330 reverses the polarity of the (+) electrode plate 321 and the (-) electrode plate 322 to which the DC power is applied, thereby changing the direction of the force pushed by the railroad vehicle 200. Control the braking of the controller 200).

그리고, 염소가스 제거부(340)는 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 튜브구조물(100) 내벽 상측에 기 설정된 간격을 갖도록 복수개로 구비되어 전원부(330)가 (+)전극판(321) 및 (-)전극판(322)로의 DC전류 인가에 의해 해수(1)가 전기분해 되어 (+)전극판(321)에서 발생하는 염소(Cl)가스를 회수 및 제거한다.8 and 9, the chlorine gas removing unit 340 is provided in plural so as to have a predetermined interval on the inner wall of the tube structure 100 so that the power supply unit 330 has a (+) electrode plate 321. Seawater 1 is electrolyzed by applying DC current to the () and (-) electrode plates 322 to recover and remove chlorine (Cl) gas generated from the (+) electrode plate 321.

아울러, 도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 자기유체역학 추진장치를 이용한 튜브 철도시스템(S)은 초전도 DC 마그넷(310)을 Nd계의 영구자석으로 구성하여 영구적으로 균일한 고 자기장을 발생시키도록 구성할 수 있다.In addition, as shown in Figure 10, the tube rail system (S) using the magnetohydrodynamic propulsion apparatus according to the present invention is composed of a superconducting DC magnet 310 of the Nd-based permanent magnet permanently uniform high magnetic field It can be configured to generate.

이상으로 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 이와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용에만 국한되는 것이 아니며, 기술적 사상의 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대해 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등 물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to preferred embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. It will be appreciated by those skilled in the art that numerous changes and modifications may be made without departing from the invention. And all such modifications and changes as fall within the scope of the present invention are therefore to be regarded as being within the scope of the present invention.

S: 자기유체역학 추진장치를 이용한 튜브 철도시스템
1: 해수 100: 튜브구조물
110: 가이드 트랙 200: 철도차량
210: 가이드 휠 300: 자기유체역학 추진장치
310: 초전도 DC 마그넷 320: 전극판
321: (+)전극판 322: (-)전극판
330: 전원부 340: 염소가스 제거부S: Tube rail system using magnetohydrodynamic propulsion system
1: sea water 100: tube structure
110: guide track 200: railroad car
210: guide wheel 300: magnetohydrodynamic propulsion device
310: superconducting DC magnet 320: electrode plate
321: (+) electrode plate 322: (-) electrode plate
330: power supply unit 340: chlorine gas removal unit

Claims (6)

자기유체역학 추진장치를 이용한 튜브 철도시스템에 있어서,
중공형의 터널로 구성되어 그 내부에 해수를 담수하도록 구성되며, 담수된 해수 상부에 철도차량을 부상시키되, 내측에 구비된 복수개의 가이드 트랙을 통해 상기 철도차량의 좌측, 우측 및 상측을 지지하는 튜브구조물(100);
상기 가이드 트랙과 대향하는 좌측, 우측 및 상측면에 바퀴를 구비한 가이드 휠이 상기 가이드 트랙에 형성된 홈에 맞닿도록 구성하는 철도차량(200); 및
상기 철도차량 각 량의 하단부에 복수개의 모듈 형태로 구비되어 상기 튜브구조물에 담수된 해수에 수용되며, 그 하부에 구비된 초전도 DC 마그넷으로 DC전압을 인가하여 도전성 유체의 기능을 수행하는 해수와의 자기장에 따라 상기 철도차량의 추진 및 제동을 제어하는 자기유체역학 추진장치(300);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 자기유체역학 추진장치를 이용한 튜브 철도시스템.In a tube railway system using a magnetohydrodynamic propulsion system,
It is composed of a hollow tunnel configured to desalination of the seawater in the inside, and floats the railroad car on top of the freshwater, which supports the left, right and upper sides of the railroad car through a plurality of guide tracks provided inside. Tube structure 100;
A railroad vehicle configured to guide the guide wheel having wheels on the left, right, and upper sides facing the guide track to a groove formed in the guide track; And
It is provided in a plurality of module forms at the lower end of each of the railroad vehicle is accommodated in the seawater fresh water in the tube structure, and the seawater to perform the function of the conductive fluid by applying a DC voltage to the superconducting DC magnet provided in the lower portion Magnetic fluid dynamics propulsion device for controlling the propulsion and braking of the railway vehicle according to the magnetic field; 제 1 항에 있어서,
상기 자기유체역학 추진장치는,
상기 철도차량 각 량의 하단부에 구비되어 극저온 용기에 수용되도록 구성되며, 전원부로부터 인가받은 DC전원에 따라 균일한 고 자기장을 발생시키는 초전도 DC 마그넷(310);
상기 초전도 DC 마그넷 하부 일측 하단에 (+)전극판을 구성하고, 상기 초전도 DC 마그넷 하부 타측 하단에 (-)전극판을 구성하여 상기 전원부로부터 DC전원을 인가받는 전극판(320); 및
상기 초전도 DC 마그넷 및 전극판으로 DC전원을 인가하되, DC전원의 전압레벨을 제어하여 상기 (+)전극판 및 (-)전극판 사이에 흐르는 전류의 크기 조절을 통해 상기 철도차량의 추진력을 제어하는 전원부(330);를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기유체역학 추진장치를 이용한 튜브 철도시스템.The method of claim 1,
The magnetohydrodynamic propulsion device,
A superconducting DC magnet 310 provided at a lower end of each of the railroad cars and configured to be accommodated in a cryogenic container and generating a uniform high magnetic field according to a DC power supplied from a power supply unit;
An electrode plate 320 configured to form a positive electrode plate at a lower end of the lower side of the superconducting DC magnet, and a negative electrode plate at a lower end of the other side of the lower superconducting DC magnet to receive DC power from the power supply unit; And
DC power is applied to the superconducting DC magnet and the electrode plate, and the driving force of the railway vehicle is controlled by controlling the magnitude of the current flowing between the (+) electrode plate and the (-) electrode plate by controlling the voltage level of the DC power source. Tube power system using a magnetohydrodynamic propulsion device comprising a. 제 2 항에 있어서,
상기 자기유체역학 추진장치는,
상기 초전도 DC 마그넷에 의해 발생하는 균일한 자기장하에서, 상기 전원부로부터 인가받은 DC전원에 따라 (+)전극판 및 (-)전극판 각각에 전류를 인가하여 자기장과 전류 벡터가 이루는 면에 수직한 방향으로 추진력을 발생시키는 것을 특징으로 하는 자기유체역학 추진장치를 이용한 튜브 철도시스템.The method of claim 2,
The magnetohydrodynamic propulsion device,
Under a uniform magnetic field generated by the superconducting DC magnet, a current is applied to each of the (+) electrode plate and the (-) electrode plate according to the DC power applied from the power supply unit, and is perpendicular to the plane formed by the magnetic field and the current vector. Tube railway system using a magnetohydrodynamic propulsion device, characterized in that to generate a propulsion force. 제 2 항에 있어서,
상기 전원부는,
(+)전극판 및 (-)전극판의 극성을 반전시켜 상기 철도차량이 추진하는 힘의 방향을 바꾸어 상기 철도차량의 제동을 제어하는 것을 특징으로 하는 자기유체역학 추진장치를 이용한 튜브 철도시스템.The method of claim 2,
The power supply unit,
A tube railroad system using a magnetohydrodynamic propulsion device, characterized in that the braking of the railroad vehicle is controlled by reversing the polarity of the positive electrode plate and the negative electrode plate to change the direction of the force propagated by the railroad car. 제 1 항에 있어서,
상기 자기유체역학 추진장치는,
상기 튜브구조물 내벽 상측에 기 설정된 간격을 갖도록 복수개로 구비되어 상기 전원부가 (+)전극판 및 (-)전극판로의 DC전류 인가에 의해 상기 해수가 전기분해 되어 상기 (+)전극판에서 발생하는 염소(Cl)가스를 회수 및 제거하는 염소가스 제거부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기유체역학 추진장치를 이용한 튜브 철도시스템.The method of claim 1,
The magnetohydrodynamic propulsion device,
The power supply unit is provided with a plurality of predetermined intervals on the inner wall of the tube structure so that the seawater is electrolyzed by applying DC current to the (+) electrode plate and the (-) electrode plate and is generated in the (+) electrode plate. A tube railway system using a magnetohydrodynamic propulsion apparatus comprising a; chlorine gas removal unit for recovering and removing chlorine (Cl) gas. 제 1 항에 있어서,
상기 초전도 DC 마그넷은,
Nd계의 영구자석으로 구성되어 영구적으로 균일한 고 자기장을 발생시키는 것을 특징으로 하는 자기유체역학 추진장치를 이용한 튜브 철도시스템.The method of claim 1,
The superconducting DC magnet,
A tube railroad system using a magnetohydrodynamic propulsion system, which is composed of Nd-based permanent magnets to generate a permanently uniform high magnetic field.
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