[发明专利]可不用车架的气动车、气动船和任意形状缠绕与非缠绕气箱及安全措施

摘要

一种可制成任何形状的，用于存储各种高中低压流体使用的压力容器，(简称气箱)和应用于气动车的相关安全措施。应用该气箱的各种气动设备包括气动发动机、气动船、气动飞机、气动车等。该气箱可由地球上已有的和将来出现的任何金属和非金属材料的一种或一种以上材料制成，具体可制成铁板的、钢板的、及其它各种合金板的和非金属般的、以及有内肌外部进行各种纤维缠绕的(一种或多种纤维)任意形状气箱。气动车包括气动轿车、气动摩托车、气动自行车、气动公交车、气动三轮车、各种气动货运车辆和客运车辆及专用车辆等，应用于压力容器为各种场合使用的各种高中低压容器，特点是空间利用率高、安全、轻巧、美观、使车辆续航能力更高、行驶稳定性更强、风阻系数更低。

主权项

本发明提供了一种可以制成任何形状的，用于储存各种高中低压流体(气体和液体等)所使用的压力容器，(以下简称气箱)和应用该气箱制成的各种气动设备，如气动船、气动潜艇、气动飞机、气动车等；该气箱可由地球上已有的和将来出现任何金属和非金属材料的一种或一种以上的材料制成，具体可制成铁板的、钢板的、及其它各种合金板的和非金属板的、以及各种内胆外部进行纤维缠绕的其它许多种任意形状的气箱；气动车包括：气动轿车、气动摩托车、气动自行车、气动公交车、气动火车(气动轨道列车)、气动地铁列车、气动飞行车、气动三轮车、各种气动货运和客运车辆、各种气动专用车辆等，说到气动车世界各国都有相关的很多发明，但气动船至今还没有任何国家想到把它制造出来；本发明中的任意形状的气箱指的是球体气瓶和两端或一端为部分球面体中间为圆柱体的气瓶以外的任何形状的中压到高压的压力容器；本发明应用于轿车的任意形状气箱，完全可以不用车架了，可完全由本发明的气箱，来同时充当车架、气箱、车的外表面的全部或部分；当然也可以应用于各种车辆时单独的车架和本发明之气箱配合使用；用于轿车的生产该气箱按车型不同容量一般可以做到3000升左右；以气箱充气压力三十公斤为例，采用1毫米铁板(或其它金属板、合金板、不锈材料、碳纤维编织、蜘蛛丝以及现在已有的和将来出现的各种金属和非金属材料合成材料化学材料等制成)制作气箱，该气动轿车充一次气可行驶200公里，其总造价也不会比原先的内燃机轿车和电力轿车的造价有所增加，相反它的成本更低、更安全、车辆整体强度更高、使用寿命更长了；如果将气压做到三百至五百公斤，其气箱就要加厚，为此我们可以减少一些容量，但气动车所能行驶的距离就会成倍增加；其具体方法是气箱内部制成由一定数量的几合体组成，几何体之间有孔相通；本发明实施例1中使用气压为三十公斤，采用的实验板材厚度是1毫米，焊接了一个由1立方分米的正方体制组成的长方体气箱进行压力试验，制成后首次充的气压要高于平时充气的气压，首次充气我充到了35公斤，这是为了让其在以后每次充气30公斤时，它都不会发生任何变形，打下坚实的基础；气箱充气后在压力作用下其内部所有正方体没有任何变形，只是箱体外部的每个正方形的四条边到正方形的中心最高处有5毫米的逐渐增高的半滑过度变形，这个变形是一次性的，以后再充气到30公斤时，充气多少次也不会有变化了；30公斤的气压，1毫米的厚度足以保证长期使用没有任何问题，就是在提高一倍的压力也无须加厚板材的厚度，如果外层板加厚变形会减小或消失；如果认为这个变形不好看，为此我们还可以进一步改进，采用在与外壁接触部分的几何体的外壁内侧加一个十字，把它的面积分割为原先的四分之一，其变形几乎就没有了，也可以进行更小的分割，也可以上诉两种办法同时使用，该方法同样适用于任意形状的气箱；关于气箱的制作，当气箱外壁向内的一定层数的几何体，足够承受相应的气压时，其气 箱内部剩余空间，也可以制成一个大的几何空间；也可由外向内逐渐增大几何体的体积，从而减少几何体的数量，提高生产效率；这里给出的厚度仅为发明人实验的厚度，具体的厚度不作规定，可由生产者根据具体压力等条件自行确定；充气一次完成变形后，即可进行涂层或镀层的处理，如果外观做得足够好，我们就可以即把它当气箱和车架同时又把它当作车的外表面了，这时再按上座椅、轮胎、气马达，汽动轿车就制成了，当然也可以在气箱外安装一层漂亮的外壳；我们还可以在由独立几何体构成的任意形状气箱的基础上，把几何体内部的横向或纵向贯通从而在内部形成管状的几何体空间，构成由管状几何体构成的任意形状的气箱，其管形可以是正方形、长方形、梯形、三角形、扇形，制成任意形状的管状几何体气箱时，也可以在其所有气箱外壁内侧只做用于防止气箱变形的分割，制作各种气箱时，在将箱体所在部分的几何体外表面制成圆弧面或球面时，以及两者的组合时，其外壁无需进行防止变形的操作；本发明用于轿车其原先按装机器的前方所有空间和后排座椅后面的所有空间及所有座位下的空间和脚下的空间都可作为整体的气箱使用，如果你不嫌麻烦的话，甚至连汽车的车顶、门框、车门、座椅也都可以作为气箱的一部分，用来作为气箱使用，从而进一步增加它的气体容量，使车跑得更远；该气箱除以上介绍的方式外，还可以根据每种具体的车型制成统一压力、统一容量、统一大小、统一接口的可更换气箱，这样气快用完时到了换气站把气箱拉出来换上即可；在任意形状的金属板气箱的基础上，把金属板换成非常薄的普通金属板或者像铝材等轻质的板材，做成气箱，在外面进行碳纤维等各种高强度的纤维缠绕来承压，便制成了任意形状的碳纤维气箱(这个比金属板的气箱的结构和形状就简单多了)及其它材料缠绕的任意形状气箱；该气箱可进行单一气室的缠绕然后在整体缠绕，也可只进行整体的用于承压的缠绕，该气箱用于防止变形的内部支撑和密闭部分的结构可与上面的任意形状的金属板气箱相同，也可以采用除此之外的任何方式，根据其具体的形状具体确定；该发明应用于各种车、船、飞机等均可按转或不安装变速箱，其传动方式可以是带传动、链传动、轴传动、齿轮传动；长方体和正方体等各种任意形状压力容器定理创建与分析：由任意条边组成的多边体压力容器在受到一定压力时，任意两点间的直线(边)将在压力作用下形成由两点向中心逐步加深的指向容器内部的圆弧，同时也使两顶点间的距离缩短；变形与所受压力成正比，与容器顶点和边的强度成反比，与针对各顶点和边的支撑强度成反比；也可以根据上面的定理进行直接针对顶点和边的气箱外部强化或内部支撑，也可两者同时进行，其内部支撑可以是碳纤维框架支撑，铝材支撑等各种材料的，也可以使复合材料的，多种材料的，各种支撑方式；根据这个定理进行的直接支撑，比以上谈到的任意一种方法更直接有效，也可和上面谈到的方法中和使用；根据该定理最有效的支撑就是直接针对相邻两个面形成 的这条边的支撑，就是直接作用于这两个面所形成的容器内角的角平分线上的支撑；该直接支撑可以是由三角形、梯形、长方形、正方形等多种单片支撑构成的复合支撑体，同时还可进行必要的加强牵拉；内支撑可以是和内胆一体的也可以是独立的；也可只进行在气箱外部缠绕时针对于加强边的强度的缠绕，其内部支撑可以是角平分线支撑、近似角半分线支撑、对角线支撑、近似对角线支撑也可综合采用，每个独立气箱体的外侧断面用以防止变形的支撑也可改为仅用外侧端面板材材料加厚的方法进行，这样一来可以把原先的角平分线支撑的15块或13块支撑板简化为5块或3块，可以把原先的对角线支撑的13块支撑板简化为3块，使工艺大为简化，从而提高了生产效率。一个管状气箱体断面与其另一根管状气箱体在长度方向上垂直连接，不露在外面的断面连接时无需用于防止断面所在边变形的支撑可以直接连接，因其两侧等压；关于安全问题还可以换个思路毕竟气动车和燃油车以及电动车不同，它可以瞬间爆发出大于燃油车和电动车几十倍甚至上百倍的功率，(当然我们不需要那么大的力量)例如可以在车辆相撞前的一瞬间让汽车向下喷射一定量高压气体，使车短暂悬浮，对面车辆可借机从下面穿过，待对方车辆穿过后升空车辆也会在重力作用下逐渐着陆的，从而避免事故发生；或者也可双方都前方喷射定量气体进行反噴制动来保证安全实现减速吸能，或者在车辆要相撞的瞬间通过自动打开的天窗，用高压气体使座椅瞬间升高至安全高度(不受撞击影响的高度)，或者在车辆无法避免相撞时通过可瞬间打开的天窗将座椅上的人发射到可乘坐降落伞安全降落的高度，安全降落从而保证人员的安全，或者在车辆出现问题要从高处落下时(如掉到山下或桥下等)可临时转换成飞行模式，利用强大的气流在训练有素的驾驶员的驾驶下(或自动驾驶系统的驾驶下)使车平稳着陆，也可设计为在紧急情况下急刹车的同时为避免相撞同时在车的撞击侧利用车内的高压气体吹起气囊，从而把车与车的撞击改为气囊与气囊的撞击，或气囊与车的撞击，或者干脆直接安装上气体保险杠或者叫气体防撞装置或者防撞气囊。车内的安全保护气囊也可同时启动，该气囊可制成一次性的，也可制成从复使用的；在气动车上要采用以上方法中的一种或一种以上或全部都可以。