发明名称 集流器,使用集流器的轨道车辆,由轨道车辆组成的火车,及集流方法
摘要 目标提供一低噪音集流器20,其具有优良的可控制性和反应,且适于用于高速轨道车辆。结构该结构为电杆架之功能区分隔成至架空线之追随功能和供收集电力之导电功能以使集流器20可执行每一功能。集流器20包含一电流收集构件21,移动该电流收集构件之驱动汽缸32,供绝缘之支撑绝缘器30,和一供导电之电缆头50,其支撑一导电器53,该导电器53覆盖以和驱动系统毗邻之绝缘器且将电流导向负载侧。集流器20整体以一上升和压平汽缸7压平以便在未使用时容纳入容纳圆顶室4中。效果由于具有电流收集功能之结构部份和具有导电功能之结构部份互相分离,具有集流功能之结构部份重量轻,尺寸小,且可以改善对于架空线之从动之控制特征。再者,电流收集功能亦可充份的保持。此外,由于集流器20整体在其未使用时容纳在容纳圆顶室4内,当车辆运行时所产生之噪音会受到抑制。
申请公布号 TW247302 申请公布日期 1995.05.11
申请号 TW082111031 申请日期 1993.12.27
申请人 日立制作所股份有限公司 发明人 安井敏;寺田胜之;服部守成;牧野俊昭;高野靖;饭田明由;濑祽美智夫
分类号 B61L1/12 主分类号 B61L1/12
代理机构 代理人 林敏生 台北巿南京东路二段一二五号七楼伟成第一大楼
主权项 1.一种集流器包含一电流收集构件,一驱动系统用以移动该电流收集构件,一导电元件用以将由电流收集构件所收集之电力传导至一负载侧,其中,该电流收集构件经由一绝缘元件连接至该驱动系统。2.如申请专利范围第1项所述之集流器,其中该导电元件表面覆盖以绝缘器且与绝缘元件互相并列。3.如申请专利范围第2项所述之集流器,其中导电元件穿透与绝缘器分离之第二绝缘元件之内部,导电元件之一端具有可挠导电元件以连接电流收集构件,导电元件之另一端与可挠电缆连接。4.如申请专利范围第1项所述之集流器,其中该导电元件与驱动系统并列。5.如申请专利范围第1项所述之集流器,其中该导电元件安装在绝缘元件之内部,导电元件之一端连接至收集头,导电元件之另一端连接至可挠导电电缆。6.如申请专利范围第1项所述之集流器,进一步包含感应器用以控制驱动系统在介于驱动系统和绝缘元件间之连接位置。7.如申请专利范围第6项所述之集流器,其中该感应器为一侦测力之感应器。8.如申请专利范围第1项所述之集流器,其中该绝缘元件形成以支撑电流收集构件之总重量,该导电元件为绝缘覆盖导电元件,其表面覆盖以绝缘材料,该绝缘覆盖导电材料与该驱动系统平行的安置。9.如申请专利范围第1项所述之集流器,其中该导电元件与驱动系统并列,进一步包含一坚固基底以安装该驱动系统和该导电元件,上升/压平/转动装置用以转动该坚固基底且用以上升和压平该电流收集构件,该绝缘元件和导电元件。10.如申请专利范围第1项所述之集流器,其中该驱动系统包含一链机构以驱动该电流收集构件,一致动器以驱动该链机构。11.如申请专利范围第1项所述之集流器,进一步包含侦测装置用以侦测包括作用在介于电流收集构件和驱动系统间之电流收集构件上之干扰之震动力,预估装置用以计算一接触力预估讯号,其中侦测装置经由该讯号预估一状态,控制装置,其计算一干扰压抑力预估讯号和由预估装置而来的接触力预估讯号减去一接触力目标値讯号而获得一力差异讯号并控制驱动系统之上推力。12.如申请专利范围第1项所述之集流器,其中该收集头支撑电流收集构件,且安装在电流收集构件和绝缘元件之间,该收集头之顶部前表面在运行方向向后掠至其侧方向。13.如申请专利范围第12项所述之集流器,其中该收集头之横剖面为翼形。14.如申请专利范围第13项所述之集流器,其中该翼形横剖面由翼形之前端算起,落后弦长30。15.如申请专利范围第1项所述之集流器,其中该集流器包含一收集头以支撑该电流收集构件和介于电流收集构件和驱动系统间之支撑柱,介于收集头和支撑柱间的连接部份形成弯曲表面。16.如申请专利范围第13项所述之集流器,进一步包含至少一个或多个纵向漩涡产生装置用以在收集头之顶部前表面产生纵向漩涡。17.如申请专利范围第1项所述之集流器,进一步包含一容纳圆顶室以容纳该驱动系统,绝缘元件和该导电元件。18.如申请专利范围第17项所述之集流器,其中该导电元件与绝缘元件和驱动系统并列,该导电元件和驱动系统安装在容纳圆顶室中之共同支撑构件上。19.如申请专利范围第17项所述之集流器,其中该容纳圆顶室包含一平滑流线型外表面,一供绝缘元件上下之开口,和一快门以遮盖该开口。20.一种轨道车辆包含一电流收集构件,一驱动系统以移动该电流收集构件,一导电元件用以将电流收集构件所收集之电力传导至一负载侧,其中该电流收集构件和该驱动系统与该绝缘元件连接,该导电元件与该驱动系统并列。21.如申请专利范围第20项所述之轨道车辆,进一步包含一坚固基底以安装该驱动系统和导电元件,上升/压平/转动装置用以转动该坚固基底和用以上升和压平该电流收集构件,该驱动系统和该导电元件,一容纳部份用以将电流收集构件容纳在车辆顶上平坦位置。22.如申请专利范围第20项所述之轨道车辆,进一步包含一第一绝缘柱用以连接该电流收集构件和该驱动系统,一第二绝缘柱用以支撑该导电元件。23.如申请专利范围第22项所述之轨道车辆,其中该第二绝缘柱位于电流收集构件之下且在车辆运行方向中第一绝缘柱之背后,第二绝缘之外径较第一绝缘柱之外径小。24.如申请专利范围第20项所述之轨道车辆,进一步包含侦测装置用以侦测包括作用在介于电流收集构件和驱动系统间之电流收集构件上之干扰之震动力,预估装置用以计算一接触力预估讯号,其中侦测装置经由该讯号预估一状态,控制装置,其计算一干扰压抑力预估讯号和由预估装置而来的接触力预估讯号减去一接触力目标値讯号而获得一力差异讯号并控制驱动系统之上推力。25.如申请专利范围第20项所述之轨道车辆,进一步包含一导电系统介于该电流收集构件和车辆主体间,该导电系统包含一真空断路器和断路器控制装置用以开启和关闭相对应于驱动系统之驱动状况之真空断路器。26.一种集流器包含一电流收集构件,一驱动系统用以移动该电流收集构件,一导电元件用以将电流收集构件所收集之电力传导至一负载侧,进一步包含侦测装置用以侦测包括作用在介于电流收集构件和驱动系统间之电流收集构件上之干扰之震动力,预估装置用以计算一接触力预估讯号,其中侦测装置经由该讯号预估一状态,控制装置,其计算一干扰压抑力预估讯号和由预估装置而来的接触力预估讯号减去一接触力目标値讯号而获得一力差异讯号并控制驱动系统之上推力。27.一种供轨道车辆用之集流器包含一电流收集构件具有一收集头,一驱动系统用以移动该电流收集构件,一导电元件以将电流收集构件所收集之电力传导至一负载侧,其中该收集头之横剖面为翼形,且其在运行方向之顶部前表面后掠至其侧方向。28.一种供轨道车辆用之集流器包含一电流收集构件具有一收集头,一驱动系统用以移动该电流收集构件,一导电元件以将电流收集构件所收集之电力传导至一负载侧,其中该电流收集构件经由绝缘元件连接至该驱动系统,集流器进一步包含一容纳圆顶室以容纳该驱动系统,该绝缘元件和该导电元件,该容纳圆顶室包含一平滑流线型外表面,一供绝缘元件上下之开口。29.如申请专利范围第28项所述之供轨道车辆用之集流器,其中该收集头支撑电流收集构件,且安装在电流收集构件和绝缘元件之间,该收集头的垂直横剖面为翼形,且在运行方向上收集头之顶部前表面后掠至其侧方向,藉由使用一上升和压平驱动系统,该收集头受转动至其后面方向以便容纳于容纳圆顶室中。30.如申请专利范围第28项所述之供轨道车辆用之集流器,其中该收集头的垂直横剖面为翼形,且在运行方向上收集头之顶部前表面后掠至其侧方向,藉由使用一上升和压平驱动系统,该收集头受转动至其前面方向以便容纳于容纳圆顶室中。31.一种火车,其由多数之轨道车辆组成,该轨道车辆具有4个集流器,每个集流器包含一收集头,其上安装有一电流收集构件,一驱动系统用以驱动该收集头以使电流收集构件和电流供应本体相接触以收集电流,一导电系统安装在该收集头和车辆本体间,其中收集头之垂直横剖面为翼形,两个集流器安装在火车长度之中央和火车之一端间,因此每一收集头之顶部前面导向中央,另外两个集流器安装在火车长度之中央和火车之另一端间,因此每一收集头之顶部前面导向中央。32.一种供轨道车辆收集电流的方法,该轨道车辆具有一集流器,该集流器包含一收集头其上有一电流收集构件,一驱动系统驱动该收集头以使电流收集构件和一电流供应本体接触以收集电流,一导电系统安装在收集头和车辆本体间,其中该收集头经由一绝缘元件连接至驱动系统,该驱动系统受驱动系以保持介于电流收集构件和电流供应本体间之接触关系以收集电流。33.如申请专利范围第32项所述之供轨道车辆收集电流之方法,其中当导电系统以一真空断路器开启时,绝缘元件可使用一上升和压平驱动系统上升,而后真空断路器关闭。34.如申请专利范围第32项所述之供轨道车辆收集电流之方法,其中在使用驱动系统以分离电流收集构件和电流供应本体之前,导电系统以一真空断路器开启。35.如申请专利范围第32项所述之供轨道车辆收集电流之方法,其中收集头之倾斜角相关于车辆之运行方向而控制。36.如申请专利范围第32项所述之供轨道车辆收集电流之方法,其中以安装在电流收集构件和驱动系统间之侦测装置侦测包括作用在电流收集栟件上之干扰之震动力,一接触力预估讯号经由侦测装置而来之讯号预估一状态,该接触力预估讯号以一预估装置计算,计算一干扰压抑力预估讯号和由预估装置而来的接触力预估讯号减去一接触力目标値讯号而获得一力差异讯号,以一控制装置计算该力差异讯号并控制驱动系统之上推力。37.如申请专利范围第32项所述之供轨道车辆收集电流之方法,其中收集头的垂直横剖面为翼形,且该翼之顶部前面导向车辆运行方向使收集头与电流供应本体接触以收集电流。38.如申请专利范围第32项所述之供轨道车辆收集电流之方法,其中当收集头接触电流供应本体时,导电系统开启,而后该绝缘系统以一驱动系统拉下,用以覆盖容纳圆顶室之开口之快门开启,该绝缘元件压平,该收集头经由容纳圆顶室之开口容纳入容纳圆顶室,该快门关闭。39.一种在由多数轨道车辆所组成之火车上收集电流之方法,该轨道车辆具有4个集流器,每个集流器包含一收集头其上有一电流收集构件,一驱动系统驱动该收集头以使电流收集构件和电流供应本体接触以收集电流,一导电系统安装在收集头和车辆本体间,其中收集头的垂直横剖面为翼形,且收集头之翼之顶部前面在收集电流时导向火车之中央,两个集流器安装在火车运行方向之后侧以和电流供应本体接触,另两个集流器安装在火车之前侧以在运行时和电流供应本体分离。40.如申请专利范围第39项所述之供轨道车辆收集电流之方法,其中该收集头支撑该电流收集构件,且安装在电流收集构件和绝缘元件之间,该收集头之顶部前表面在运行方向向后掠至其侧方向。41.一种用于在轨道车辆上收集电流之方法包含一电流收集构件,一驱动系统用以移动该电流收集构件,一导电元件用以将由电流收集构件所收集之电力传导至一负载侧,集流器进一步包含一容纳圆顶室,其具有一平滑流线型外表面以容纳该驱动系统,该绝缘元件和该导电元件,当收集电流时,利用驱动系统将该绝缘元件和导电元件凸出于容纳圆顶室外以使导电元件和电流供应本体接触以收集电流,当不收集电流时,利用驱动系统将绝缘元件和导电元件吸纳入容纳圆顶室内。图1为应用本发明之高速车辆之外观之侧视图。图2为图1中集流设备在电流收集状况下之车辆立体图。图3为依照本发明之一实施例之集流设备和容纳圆顶室之平面图。图4为依照本发明之一实施例之集流设备和容纳圆顶室之垂直剖面图。图5为由图4之Ⅰ-Ⅰ线所截取之横向视图。图6为图3之集流设备之主要部份之垂直剖面图。图7为图3之集流设备之驱动系统之侧视图。图8为图6之集流设备之平面图。图9为图6之集流设备之前视图。图10为由图6之集流设备之Ⅱ-Ⅱ线所截取之剖面图。图11为由图10之集流设备之Ⅲ-Ⅲ线所截取之剖面图。图12为由图10之集流设备之Ⅳ-Ⅳ线所截取之剖面图。图13为在一容纳圆顶室中之快门系统操作之平面图。图14为在一容纳圆顶室中之快门系统操作之平面图。图15为快门系统之主要部份之垂直剖面图。图16为另一快门系统之主要部份之垂直剖面图。图17为容纳圆顶室之扩大侧视图。图18为将一集流设备容纳于一容纳圆顶室之操作说明图。图19为将一集流设备容纳于一容纳圆顶室之操作说明图。图20为容纳一集流设备至一容纳圆顶室之情况下之外观立体图。图21为供绝缘之支撑绝缘器和供导电之导电元件,和气流与元件型态间之水平剖面图。图22为界于集流元件和供绝缘之支撑绝缘器间之位置关系垂直剖面图。图23为应用本发明之轨道车辆之电配线例之电路图。图24为图23之高压单元盒之垂直剖面图。图25为图23之控制系统之结构方块图。图26为集流设备之控制指令之流程图。图27为集流设备之拉下指令之操作过程之流程图。图28为集流设备之上升指令之操作过程之流程图。图29为用于集流设备之油压驱动系统之结构之方块图。图30为集流设备之上推力控制系统之结构之方块图。图31为集流驱动系统之结构之方块图。图32为包含驱动系统之结构之方块图。图33为依照本发明另一实施例之集流设备之垂直剖面图。图34为将本发明应用至-三轨形式之电流供应系统例之视图。图35为依照本发明之集流设备和容纳圆顶室之另一实施例之平面图。图36为由图35之Ⅴ-Ⅴ线所截取之横剖面图。图37为由图35之Ⅵ-Ⅵ线所截取之横剖面图。图38为图35之集流设备之容纳情况视图。图39为集流设备另一实施例之视图。图40为依照本发明之集流设备之实施例之立体图。图41为环绕本发明之集流设备之气流之说明图。图42为环绕习知流线型集流设备之气流之说明图。图43为依照本发明之集流设备之收集头表面侧方向上之压力分布图。图44为习知流线集流设备之收集头表面侧方向上之压力分布图。图45为依照本发明之低气动噪音收集头和支撑柱之实施例之形状视图。图46为依照本发明之集流设备在风洞实试下所显示之噪音减少效果图。图47为依照本发明之集流设备之另一实施例之立体图。图48为依照本发明之集流设备之另一实施例之横剖面图。图49为依照本发明之集流设备之另一实施例之立体图。图50为依照本发明之集流设备之另一实施例视图。图51为依照本发明之实
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