专利摘要

一种基于低密度气体喷射的高速列车减阻装置，该装置包括：储气箱、喷射泵、输气管、喷气管；所述储气箱、喷射泵、输气管和喷气管设置在列车头车车厢内；所述储气箱的出气口通过输气管与喷射泵的第一进气口连通；所述喷射泵的出气口与喷气管连通；喷气管的喷气口设置在列车头车流线型部位表面上；所述储气箱为密度低于空气的气体储气箱。本申请提供的技术方案，能够降低高速列车运行过程中所受到的气动阻力，尤其是摩擦阻力，提高列车的能源经济性，降低了高速列车提速的难度。

权利要求

1.一种基于低密度气体喷射的高速列车减阻装置，其特征在于，该装置包括：储气箱(1)、喷射泵(2)、输气管(3)、喷气管(4)；所述储气箱(1)、喷射泵(2)、输气管(3)和喷气管(4)设置在列车头车车厢内；所述储气箱(1)的出气口通过输气管(3)与喷射泵(2)的第一进气口连通；所述喷射泵(2)的出气口与喷气管(4)连通；喷气管(4)的喷气口设置在列车头车流线型部位表面上；所述储气箱(1)为密度低于空气的气体储气箱。

2.根据权利要求1所述的基于低密度气体喷射的高速列车减阻装置，其特征在于，所述储气箱(1)为氦气储气箱或氖气储气箱。

3.根据权利要求2所述的基于低密度气体喷射的高速列车减阻装置，其特征在于，该装置还包括：加热装置(5)；所述加热装置(5)设置在输气管(3)和/或喷气管(4)上。

4.根据权利要求3所述的基于低密度气体喷射的高速列车减阻装置，其特征在于，该装置还包括：喷气座(6)；所述喷气座(6)设置在喷气管(4)的喷气口处；所述喷气座(6)包括：座体(601)、散气腔(602)；所述座体(601)的迎风面为流线型；散气腔(602)设置在座体(601)内，散气腔(602)的进风口与喷气管(4)的喷气口连通，散气腔(602)的出风喷管(60201)朝向为列车迎风面的气流方向。

5.根据权利要求4所述的基于低密度气体喷射的高速列车减阻装置，其特征在于，所述散气腔(602)的出风喷管(60201)数量A为2-1000个。

6.根据权利要求5所述的基于低密度气体喷射的高速列车减阻装置，其特征在于，A为4-800个，多个所述出风喷管(60201)沿列车迎风面与水平面的交线排列。

7.根据权利要求6所述的基于低密度气体喷射的高速列车减阻装置，其特征在于，A为10-500个。

8.根据权利要求5所述的基于低密度气体喷射的高速列车减阻装置，其特征在于，所述喷气座(6)还包括：加压提速口(603)；所述加压提速口(603)设置在出风喷管(60201)的喷口处，加压提速口(603)具体为锥形喷口。

9.根据权利要求8所述的基于低密度气体喷射的高速列车减阻装置，其特征在于，所述喷气座(6)还包括：气流截止阀(604)；所述气流截止阀(604)设置在出风喷管(60201)上。

10.根据权利要求4-9中任一项所述的基于低密度气体喷射的高速列车减阻装置，其特征在于，所述喷气座(6)还包括：挡流板(605)；所述挡流板(605)由喷气座(6)的迎风面沿气流方向延伸而成，所述挡流板(605)介于大气气流与出风喷管(60201)喷口气流之间。

11.根据权利要求10所述的基于低密度气体喷射的高速列车减阻装置，其特征在于，该装置还包括：引气管(7)；所述引气管(7)一端的气体入口设置在列车迎风面上，且位于喷气座(6)的前部与列车迎风面的连接处；所述引气管(7)的另一端接入喷射泵(2)的第二进气口。

12.根据权利要求11所述的基于低密度气体喷射的高速列车减阻装置，其特征在于，该装置还包括：空气调节阀(8)；所述空气调节阀(8)设置在引气管(7)上。

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种高速列车减阻装置，具体涉及一种基于低密度气体喷射的高速列车减阻装置，属于高速列车空气动力学技术领域。

背景技术

高速运动的物体其气动阻力占据总阻力的绝大部分。气动阻力可以分为压差阻力和摩擦阻力。压差阻力是由于物体前后的压力差而产生的阻力，摩擦阻力是由于空气的粘性致使物体的表面与贴近物体表面的空气存在速度梯度，因而在表面产生摩擦阻力。例如，以350km/h运行的高速列车，其气动阻力占据全部阻力的85％左右，其摩擦阻力占整车气动阻力的30％-40％。因此，减小高速运动物体与周围流体的相对速度差，降低表面速度梯度，改善解决高速运动物体表面摩擦阻力大，能源损失大的问题十分有意义。

减少摩擦阻力的有效技术需要实现简单，操作简便，效果显著。目前的技术主要可以归纳为以下几类：1、非光滑车身气动减阻，例如在表面增加肋条、凸起，在表面开沟槽等。通过改变表面结构，改善附面层结构，从而改善阻力情况。该结构简单，实用性强，鲁棒性好，应用较为广泛，但减阻效果不明显；2、等离子体流动技术减阻。这类方法通过表面介质阻挡放点，抑制高速运动物体附面层分离，从而达到减阻。但刚方法实际操作复杂且可能存在增加额外能耗的问题，不易实现。3、采用主动控制表面。这类方法理论上可以根据实际情况对表面进行调整。但其实际操作复杂，工况复杂，不易实现。4、改变运行环境。例如低真空管道。这类方法理论上可以将管道内的空气密度降低，使该物体在低密度条件下运行从而实现流动减阻。但其存在散热问题、噪音问题以及环境问题等，不易实现。

因此如何提供一种基于低密度气体喷射的高速列车减阻装置，能够降低高速列车运行过程中所受到的摩擦阻力，提高列车的能源经济性，降低了高速列车提速的难度，是本领域技术人员亟待突破与解决的问题。

实用新型内容

针对上述现有技术的不足，本实用新型的目的在于通过喷射管喷出的低密度气体沿着列车表面流动形成附面层，能够降低高速列车运行过程中所受到的摩擦阻力，提高列车的能源经济性，降低了高速列车提速的难度。本实用新型提供一种基于低密度气体喷射的高速列车减阻装置，该装置包括：储气箱、喷射泵、输气管、喷气管；所述储气箱、喷射泵、输气管和喷气管设置在列车头车车厢内；所述储气箱的出气口通过输气管与喷射泵的第一进气口连通；所述喷射泵的出气口与喷气管连通；喷气管的喷气口设置在列车头车流线型部位表面上；所述储气箱为密度低于空气的气体储气箱。

根据本实用新型的实施方案，提供一种基于低密度气体喷射的高速列车减阻装置：

一种基于低密度气体喷射的高速列车减阻装置，该装置包括：储气箱、喷射泵、输气管、喷气管；所述储气箱、喷射泵、输气管和喷气管设置在列车头车车厢(车头)内；所述储气箱的出气口通过输气管与喷射泵的第一进气口连通；所述喷射泵的出气口与喷气管连通；喷气管的喷气口设置在列车头车流线型部位表面上(例如：列车车头迎风面上)；所述储气箱为密度低于空气的气体储气箱。

作为优选，所述储气箱内为氦气储气箱或氖气储气箱。

作为优选，该装置还包括：加热装置；所述加热装置设置在输气管和/或喷气管上。

作为优选，该装置还包括：喷气座；所述喷气座设置在喷气管的喷气口处；所述喷气座包括：座体、散气腔；所述座体的迎风面为流线型；散气腔设置在座体内，散气腔的进风口与喷气管的喷气口连通，散气腔的出风喷管朝向为列车迎风面的气流方向。

作为优选，所述散气腔的出风喷管数量A为2-1000个；优选A为4-800个；更优选A为10-500个。

作为优选，多个所述出风喷管沿列车迎风面与水平面的交线排列。

作为优选，所述喷气座还包括：加压提速口；所述加压提速口设置在出风喷管的喷口处，加压提速口具体为锥形喷口。

作为优选，所述喷气座还包括：气流截止阀；所述气流截止阀设置在出风喷管上。

作为优选，所述喷气座还包括：挡流板；所述挡流板由喷气座的迎风面沿气流方向延伸而成，所述挡流板介于大气气流与出风喷管喷口气流之间。

作为优选，该装置还包括：引气管；所述引气管一端的气体入口设置在列车迎风面上，且位于喷气座的前部与列车迎风面的连接处；所述引气管的另一端接入喷射泵的第二进气口。

作为优选，该装置还包括：空气调节阀；所述空气调节阀设置在引气管上。

在本申请中，该高速列车减阻装置的储气箱、喷射泵、输气管和喷气管均设置在车头内；所述储气箱中存储有密度低于空气的气体；储气箱通过输气管道与喷射泵连通，喷射泵将该气体加压成高压气体，高压气体通过喷气管喷射到列车车头表面。喷射管喷出的高压气体沿着列车表面流动形成附面层，将列车行径过程中迎面冲击的气流与列车表面隔绝开来，使得气流不与列车表面直接接触，由与摩擦阻力与物体表面粗糙度以及环境密度相关，环境密度越低，摩擦阻力越低，从而降低摩擦阻力。而本申请中采用密度低于空气的气体进行喷射，相较于喷射普通空气，其能够使得列车运行在低密度的流体环境中。从而减少列车所受到的摩擦阻力。列车行径的阻力降低，在同样功率情况下，列车所能达到的车速升高，匀速前进的过程中，列车耗能小。本申请提供的技术方案，能够降低高速列车运行过程中所受到的摩擦阻力，提高列车的能源经济性，降低了高速列车提速的难度。

在本申请中，密度低于空气的气体优选为氦气、氖气、氮气等。所选的密度低于空气的气体是容易收集到的气体。

在本申请中，设置在输气管和/或喷气管上的加热装置，能够进一步地降低气体密度。从而进一步的减少列车摩擦阻力。

在本申请中，在列车表面设置的喷气座，能够使得喷气管喷出的高压高速气体，直接指向列车迎风面的气流方向。从而能够更好地在列车表面形成隔绝气膜，减少摩擦阻力。

在本申请中，散气腔的出风喷管数量按照实际需要进行设置，多个出风管道配合可使得该装置在列车车头表面形成稳定的气膜，提高隔绝效率，更好的降低摩擦阻力。

在本申请中，通过加压提速口，能够进一步地提高在喷口处，喷出气体的速度。进一步的减轻阻力。

在本申请中，设置在出风喷管上的气流截止阀，能够控制散气腔内的气体流向。若某个出风喷管堵塞，可通过控制气流截止阀，使得气体全部走该处出风喷管，从而将出风喷管疏通。

在本申请中，通过挡流板，实体隔绝出风喷管刚喷出的高速气体和列车迎风面的气流。能够稳定出风喷管喷出气流的流向，不容易被迎风面的气打散。

在本申请中，通过引气管向喷射泵中混入部分空气，从而可以实时调节高压喷射泵喷出的气体的密度。并且通过空气调节阀，控制引入空气的量。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

1、本实用新型提供的技术方案能够降低高速列车运行过程中所受到的摩擦阻力，提高列车的能源经济性；

2、本实用新型提供的技术方案降低了高速列车提速的难度，有利于提高列车车速；

3、本实用新型提供的技术方案能够通过引入外部空气，调节喷射泵中加压气体的密度。

附图说明

图1为本实用新型提供的实施例中基于低密度气体喷射的高速列车减阻装置的整体结构示意图；

图2为本实用新型提供的实施例中喷气管的喷气口排布示意图；

图3为本实用新型提供的实施例中气流流向示意图；

图4为本实用新型提供的实施例中高速列车减阻装置整体结构示意图；

图5为本实用新型提供的实施例中喷气座的结构示意图。

附图标记：

1：储气箱；2：喷射泵；3：输气管；4：喷气管；5：加热装置；6：喷气座；601：座体；602：散气腔；60201：出风喷管；603：加压提速口；604：气流截止阀；605：挡流板；7：引气管；8：空气调节阀。

具体实施方式

根据本实用新型的第一个实施方案，提供一种基于低密度气体喷射的高速列车减阻装置：

一种基于低密度气体喷射的高速列车减阻装置，该装置包括：储气箱1、喷射泵2、输气管3、喷气管4；所述储气箱1、喷射泵2、输气管3和喷气管4设置在列车头车车厢内；所述储气箱1的出气口通过输气管3与喷射泵2的第一进气口连通；所述喷射泵2的出气口与喷气管4连通；喷气管4的喷气口设置在列车头车流线型部位表面上(例如列车车头迎风面上)；所述储气箱1为密度低于空气的气体储气箱。

作为优选，所述储气箱1为氦气储气箱或氖气储气箱。

作为优选，该装置还包括：加热装置5；所述加热装置5设置在输气管3和/或喷气管4上。

作为优选，该装置还包括：喷气座6；所述喷气座6设置在喷气管4的喷气口处；所述喷气座6包括：座体601、散气腔602；所述座体601的迎风面为流线型；散气腔602设置在座体601内，散气腔602的进风口与喷气管4的喷气口连通，散气腔602的出风喷管60201朝向为列车迎风面的气流方向。

作为优选，所述散气腔602的出风喷管60201数量A为2-1000个；优选A为4-800个；更优选A为10-500个。

作为优选，多个出风喷管60201沿列车迎风面与水平面的交线排列。

作为优选，所述喷气座6还包括：加压提速口603；所述加压提速口603设置在出风喷管60201的喷口处，加压提速口603具体为锥形喷口。

作为优选，所述喷气座6还包括：气流截止阀604；所述气流截止阀604设置在出风喷管60201上。

作为优选，所述喷气座6还包括：挡流板605；所述挡流板605由喷气座6的迎风面沿气流方向延伸而成，所述挡流板605介于大气气流与出风喷管60201喷口气流之间。

作为优选，该装置还包括：引气管7；所述引气管7一端的气体入口设置在列车迎风面上，且位于喷气座6的前部与列车迎风面的连接处；所述引气管7的另一端接入喷射泵2的第二进气口。

作为优选，该装置还包括：空气调节阀8；所述空气调节阀8设置在引气管7上。

实施例1

一种基于低密度气体喷射的高速列车减阻装置，该装置包括：储气箱1、喷射泵2、输气管3、喷气管4；所述储气箱1、喷射泵2、输气管3和喷气管4设置在列车头车车厢内；所述储气箱1的出气口通过输气管3与喷射泵2的第一进气口连通；所述喷射泵2的出气口与喷气管4连通；喷气管4的喷气口设置在列车头车流线型部位表面上；所述储气箱1为密度低于空气的气体储气箱。

实施例2

重复实施例1，只是所述储气箱1为氦气储气箱。

实施例3

重复实施例2，只是该装置还包括：加热装置5；所述加热装置5设置在输气管3和/或喷气管4上。

实施例4

重复实施例3，只是该装置还包括：喷气座6；所述喷气座6设置在喷气管4的喷气口处；所述喷气座6包括：座体601、散气腔602；所述座体601的迎风面为流线型；散气腔602设置在座体601内，散气腔602的进风口与喷气管4的喷气口连通，散气腔602的出风喷管60201朝向为列车迎风面的气流方向。

实施例5

重复实施例4，只是所述散气腔602的出风喷管60201数量A为100个。多个所述出风喷管60201沿列车迎风面与水平面的交线排列。

实施例6

重复实施例5，只是所述喷气座6还包括：加压提速口603；所述加压提速口603设置在出风喷管60201的喷口处，加压提速口603具体为锥形喷口。所述喷气座6还包括：气流截止阀604；所述气流截止阀604设置在出风喷管60201上。

实施例7

重复实施例6，只是所述喷气座6还包括：挡流板605；所述挡流板605由喷气座6的迎风面沿气流方向延伸而成，所述挡流板605介于大气气流与出风喷管60201喷口气流之间。

实施例8

重复实施例7，只是该装置还包括：引气管7；所述引气管7一端的气体入口设置在列车迎风面上，且位于喷气座6的前部与列车迎风面的连接处；所述引气管7的另一端接入喷射泵2的第二进气口。该装置还包括：空气调节阀8；所述空气调节阀8设置在引气管7上。

实施例9

重复实施例8，只是所述储气箱1为氖气储气箱。所述散气腔602的出风喷管60201数量A为200个。

一种基于低密度气体喷射的高速列车减阻装置专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。