WO2012096000A1 - 鉄道車両の車輪とレールの接触時の空気抵抗空気膜を減じる装置 - Google Patents

鉄道車両の車輪とレールの接触時の空気抵抗空気膜を減じる装置 Download PDF

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WO2012096000A1
WO2012096000A1 PCT/JP2011/051395 JP2011051395W WO2012096000A1 WO 2012096000 A1 WO2012096000 A1 WO 2012096000A1 JP 2011051395 W JP2011051395 W JP 2011051395W WO 2012096000 A1 WO2012096000 A1 WO 2012096000A1
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賢一 本山
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MOTOYAMA Kenniti
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    • B61—RAILWAYS
    • B61F—RAIL VEHICLE SUSPENSIONS, e.g. UNDERFRAMES, BOGIES OR ARRANGEMENTS OF WHEEL AXLES; RAIL VEHICLES FOR USE ON TRACKS OF DIFFERENT WIDTH; PREVENTING DERAILING OF RAIL VEHICLES; WHEEL GUARDS, OBSTRUCTION REMOVERS OR THE LIKE FOR RAIL VEHICLES
    • B61F3/00—Types of bogies
    • B61F3/14—Types of bogies specially modified for reducing air resistance
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61C—LOCOMOTIVES; MOTOR RAILCARS
    • B61C15/00—Maintaining or augmenting the starting or braking power by auxiliary devices and measures; Preventing wheel slippage; Controlling distribution of tractive effort between driving wheels
    • B61C15/08—Preventing wheel slippage
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61F—RAIL VEHICLE SUSPENSIONS, e.g. UNDERFRAMES, BOGIES OR ARRANGEMENTS OF WHEEL AXLES; RAIL VEHICLES FOR USE ON TRACKS OF DIFFERENT WIDTH; PREVENTING DERAILING OF RAIL VEHICLES; WHEEL GUARDS, OBSTRUCTION REMOVERS OR THE LIKE FOR RAIL VEHICLES
    • B61F5/00—Constructional details of bogies; Connections between bogies and vehicle underframes; Arrangements or devices for adjusting or allowing self-adjustment of wheel axles or bogies when rounding curves
    • B61F5/50—Other details
    • B61F5/52—Bogie frames
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    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T30/00—Transportation of goods or passengers via railways, e.g. energy recovery or reducing air resistance

Definitions

  • the contact between the rail wheel and the rail has friction, and the rotational motion of the wheel becomes the driving force of the vehicle, but the air around the wheel shows various effects as it becomes high-speed driving.
  • the speed of 270 km / h is 75 m / s, and the wheels are 10 or more revolutions per second. It was necessary to consider the viscosity and viscosity.
  • the structure of the railway is convenient to bring the air close to the vacuum around the contact between the wheel and the rail, and since the rail and wheel are both iron, the deformation is small, and because it is not uneven like an automobile and a road, If the cover is attached as much as possible around the rail and the side is provided with an appropriate size and an appropriate number of vent holes that communicate with the inside and outside of the cover, the air inside the cover will be enough to drive the vehicle at high speed. According to Bernoulli's theorem, the vacuum approaches, and the cover cannot be sealed very close to the wheels and rails. However, because the Bernoulli's theorem also works in this slit-shaped part, air cannot enter the cover.
  • This device should be useful as a means to approach the purpose of high speed and energy saving demanded by modern society.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Current-Collector Devices For Electrically Propelled Vehicles (AREA)

Abstract

鉄道の高速化に伴って、これまでの中速度の車両では無視出来た、車輪の回転時に起こる空気の抵抗や空気膜による車輪のスリップ、又、車輪後方に起こる乱気流による抵抗等が無視出来ない因子となって来た、しかし車輪とレールの周辺を真空に近づければこれらの全てが解決する。車輪とレールの周辺を出来るだけ全体にカバーを装着し、その側面にカバー内部に通じる通気孔を設けておけば、車両が高速走行になる程にベルヌーイの定理に従ってカバー内部の空気はカバーの外に吸い出され、又、車輪底部でカバーが出来ない部分でもベルヌーイの定理が働くので空気は中に入れない。

Description

[規則26に基づく補充 14.02.2011]　鉄道車両の車輪とレールの接触時の空気抵抗空気膜を減じる装置
　鉄道の車輪とレールの接触は摩擦が有るからこそ車輪の回転運動が車両の推進力になるけれども、高速運転になるに伴い、車輪周辺の空気が色々な作用を現して来る事に関する。
　最近の様に鉄道の高速化が進めば、空気の作用などこれまでの中速度では無視出来ていた車輪周辺での空気の質量や抵抗又は空気の粘性についても無視出来ない因子となって来た。
　例えば、車両とレールとの接触周辺で、新幹線では、時速２７０ｋｍ走行時の秒速は７５ｍで、車輪は一秒間に１０回転以上している事となり、これまでの中速度では無視出来た空気の抵抗や粘性についても考慮が必要に成った。
　車輪が高速回転すると、たかが空気と言っても車輪がレールに接触する直前は空気を圧縮するエネルギーが必要であり、その圧縮された空気はレールと車輪の間に入り込んで空気膜を作り、車輪の回転をスリップさせ、又、車輪後部では空気の乱気流が発生して車輪の回転に抵抗与をえている、その様な空気を車輪とレールの接触周辺で真空に近づける事が出来れば全てが解決する。　
空気を車輪とレールの接触周辺で真空に近づける為に鉄道の構造は都合の良い事にレールも車輪も鉄だから変形が小さく、自動車と道路みたいにデコボコしていないので可能な装置として、車輪とレールの周辺を出来るだけ全体にカバーを装着し、側面にはカバー内外と通じた、適切な大きさと適切な数の通気孔を設けておけば、車両が高速走行になる程にカバー内部の空気はベルヌーイの定理に従って真空に近づき、又、カバーは車輪とレールのごく近くでは密閉出来ないが、このスリット状に空いた部分もベルヌーイの定理が働くので、空気はカバー内には入れない。
鉄道車両の車輪とレールの周辺にカバーを設けるだけでその他には特別な機材を必要とせず、車両の走行スピードを利用してカバーの内と外の空気の流れの違いから起こるベルヌーイの定理からカバー内部を真空に近づける事が出来るので、新たなエネルギーを必要としない事も特徴で有る。
現代社会が求める、高速化と省エネルギー化の目的に近づける為の１つの手段として、この考案は役立つはずで有る。

Claims (1)

  1. 　鉄道車両において、車輪とレールの接触周辺にカバーを装着し、その側面に通気孔を設けて、ベルヌーイの定理を利用してカバー内の空気を減じる装置。
PCT/JP2011/051395 2011-01-10 2011-01-26 鉄道車両の車輪とレールの接触時の空気抵抗空気膜を減じる装置 WO2012096000A1 (ja)

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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1612944A (en) * 1926-06-11 1927-01-04 Raymond B Richardson Wheel guard for railway cars
JP2003146002A (ja) * 2001-08-29 2003-05-21 Ryotaro Nakagawa 車輪騒音防止カバー
JP2009126315A (ja) * 2007-11-22 2009-06-11 Toyota Motor Corp ホイールキャップ

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