专利名称：低速(城际)磁浮车辆的悬浮磁铁冷却方法及其装置的制作方法
技术领域：
本发明是关于冷却，特别是关于低速磁浮车辆的悬浮磁铁冷却方法及其装置。
背景技术：
磁浮交通不仅有高达500公里左右的时速，尤其是它运行稳定、无空气污染、无噪声干扰的优点日显特出，已渐为城市交通运输部门所关注。近来美、日等国正在研究时速在200公里以下，适应于城市范围内运输所需的低速磁浮交通。
由直线感应电机驱动的低速(城轨)磁浮列车依靠安装在车上的悬浮磁铁产生悬浮力，满足列车载客需求。车辆由直线感应电机与铝感应板相互作用产生的磁推力驱动。
参照US5152227的HSST(High Speed Surface Transfortation)磁浮列车技术，轨道梁的两侧为F形钢质铁磁性轨道，固定在磁浮列车体上的悬浮(兼导向)电磁铁正好置于轨道下方，且铁芯呈正U形，与F铁轨道相对。车载电网通电时，电磁铁与轨道之间的电磁吸引力产生足够的车辆载客能力，同时安装在相邻电磁铁之间的间隙传感器实时探测电磁铁与轨道的间距。通过调解电磁铁的励磁电流，来调整电磁铁与轨道之间的引力，以保持电磁铁与轨道之间的间隙稳定在8.0mm左右，并且能够在测距探头的测量下连续控制车辆的磁铁线圈的电流。
当列车偏离中心线时，U形电磁铁的铁芯与F形轨道错位，两者之间的引力倾斜，产生一个与偏离方向相反的横向分量，使列车返回中心线。也就是说，HSST磁浮列车的导向是自动的，不需要导向电磁铁的主动控制。但存在悬浮能力不足，载客能力有限。
日本经过长期的研究与论证证实该技术的可行性与先进性，有商业应用的价值，可以在城市轨道交通中实用。以JP62-210807专利的悬浮磁铁结构为例，虽然提出了风冷悬浮磁铁线圈的方案，但效果不理想。但目前低速(城轨)磁浮车辆的悬浮能力受到限制，还不能满足较大客运需求。悬浮磁铁线圈的结构决定了限定电流和匝数，从而限定了悬浮能力。如要求在线圈内通过较大电流以满足瞬间的悬浮能力提高，势必会带来线圈过热。如要提高悬浮磁铁的悬浮能力，提高列车的载客能力，所面临的问题是磁密饱和、悬浮磁铁线圈过热。经过近20年的研究，都未能解决悬浮磁铁过热问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种低速磁浮车辆的悬浮磁铁冷却方法及其装置，为了解决低速(城轨)磁浮车辆的悬浮磁铁线圈在增加安匝数的工况下，如何实现有效冷却的技术问题。本发明解决上述技术问题的技术方案是一种低速磁浮车辆的悬浮磁铁冷却方法，其特征在于由热管将悬浮磁铁所产生的热量吸受后，传导至冷凝器散热。
其特征在于以内充的液体为导热介质。
其特征在于用金属管路进行热管与冷凝器间的热传导。
其特征在于该装置由热管、导流金属管、和冷凝器组成，其中热管贯穿于悬浮磁铁的铁芯中，该热管两端分别通过导流金属管与冷凝器相连。
其特征在于每一悬浮磁铁的铁芯设置有若干个热管，该冷凝器是集中冷凝器。
其特征在于该冷凝悬挂器设置于低速磁浮车辆转向架的外侧。
其特征在于该冷凝器用螺钉与转向架连接。
本发明具有下述的技术特点1)采用了磁铁铁芯直接冷却方法，提高悬浮磁铁的悬浮能力。
2)可与现有的(城轨)磁浮列车配套使用。
3)利用现有成熟的集中冷凝器和热管传导技术，使用冷却效果稳定可靠。
4)在直接冷却工况下，低速(城轨)磁浮车辆的悬浮能力由于悬浮磁铁线圈的瞬间安匝数提高而明显增强。
5)可用纯净蒸馏水作为传递热量的媒体，节约费用，又无污染公害。
6)集中冷凝器悬挂在转向架的外侧，直接与列车运行空气流动接触，增强冷却效果。
7)该冷却方法是低速(城轨)磁浮车辆设计的关键技术之一。
图1是悬浮磁铁冷却装置及其安装位置示意图。
图2是悬浮磁铁冷却装置热管安装示意图。
图3是集中冷凝器示意图。
图4是本发明的热传导示意图。
具体实施例方式如图1所示，在转向架6上安装的车厢1、列车外置空调1-1、座椅1-2、车窗1-3、横向移动调整装置2、空气弹簧3、直线电机5、悬浮磁铁7均是列车悬浮载荷的一部分。而滑撬9仅承担列车停止时对车辆的支撑。F形磁性轨道10是传递列车载荷至轨道梁12的界面。横向轨枕11作为固定F形磁性轨道10的部件。为了实现悬浮能力的提高，要求增加悬浮磁铁7线圈的电流，涉及到过热，需要对悬浮磁铁7的铁芯进行冷却。
本发明是在悬浮磁铁7的铁芯内贯穿安装热管7-1(参见图2)，利用连接螺母7-2固定导流金属管8。将该导流金属管8连接到冷凝器4的接口螺母4-2上。而冷凝器4通过悬挂螺孔固定件4-3(参见图3)与转向架6的外侧固定。每个悬浮磁铁7上设置有若干个热管7-1，而冷凝器4是集中冷凝器，各热管7-1的两端分别用固定螺母与对应的导流金属管8相接，而上述各导流金属管8则分别用接口螺母4-2与集中冷凝器4相连接。
在列车正常运行与停车时，悬浮磁铁7的线圈产生的热量Q1扩撒到铁芯内部热管7-1内的液体(例如蒸馏水、酒精、挥发性油等)，使其沸腾，过热的液体会传递热量到冷凝器4中，经过冷却后(散掉热量Q2)形成冷却状态的液体再次流回到铁芯内的热管7-1，见图4。由此形成循环冷却状态，达到悬浮磁铁的冷却效果。
本发明各连接处必须有优良的密封装置，以避免液体外流现象。经过较长时间的实用后(六个月～一年)应进行冷却液的检查，确保冷却效果。
权利要求
1.一种低速磁浮车辆的悬浮磁铁冷却方法，其特征在于由热管将悬浮磁铁所产生的热量吸受后，传导至冷凝器散热。
2.根据权利要求1所述的冷却方法，其特征在于以内充的液体为导热介质。
3.根据权利要求1所述的冷却方法，其特征在于用金属管路进行热管与冷凝器间的热传导。
4.一种使用权利要求1、2或3所述的冷却方法的悬浮磁铁冷却装置，其特征在于该装置由热管、导流金属管、和冷凝器组成，其中热管贯穿于悬浮磁铁的铁芯中，该热管两端分别通过导流金属管与冷凝器相连。
5.根据权利要求4所述的的悬浮磁铁冷却装置，其特征在于每一悬浮磁铁的铁芯设置有若干个热管，该冷凝器是集中冷凝器。
6.根据权利要求4所述的的悬浮磁铁冷却装置，其特征在于该冷凝悬挂器设置于低速磁浮车辆转向架的外侧。
7.根据权利要求6所述的的悬浮磁铁冷却装置，其特征在于该冷凝器用螺钉与转向架连接。
全文摘要
一种低速磁浮车辆的悬浮磁铁冷却方法，其特征在于由热管将悬浮磁铁所产生的热量吸受后，传导至冷凝器散热。为了解决低速(城轨)磁浮车辆的悬浮磁铁线圈在增加安匝数的工况下，如何实现有效冷却的技术问题。
文档编号E01B25/30GK1876959SQ200510026579
公开日2006年12月13日 申请日期2005年6月8日 优先权日2005年6月8日
发明者吴祥明, 林国斌, 何大海 申请人:上海磁浮交通工程技术研究中心