專利名稱：多相材料發(fā)電機(jī)交通工具的制作方法
多相材料發(fā)電機(jī)交通工具
背景技術(shù)：
本公開(kāi)內(nèi)容的實(shí)施方式涉及空氣驅(qū)動(dòng)交通工具，并且更具體地涉及用于產(chǎn)生電來(lái)推動(dòng)交通工具的多相材料發(fā)電機(jī)系統(tǒng)。目前，在交通工具領(lǐng)域，通常采用燃料來(lái)推動(dòng)交通工具。這樣的設(shè)備通常已經(jīng)證實(shí)由于與其相關(guān)的總效率低而在操作時(shí)令人不滿意。特別地，與這些交通工具的構(gòu)造相關(guān)的重量極大，并且甚至短距離推動(dòng)這些交通工具也需要大量的燃料，這使得上述交通工具的構(gòu)造成為不切實(shí)際的問(wèn)題。許多與交通工具相關(guān)的問(wèn)題都是圍繞著如下事實(shí)燃料是一種稀缺資源并且其燃燒產(chǎn)生對(duì)環(huán)境有害的煙霧。因此，有必要開(kāi)發(fā)一種能夠以有效、高效且環(huán)境安全的方式來(lái)推動(dòng)交通工具的系統(tǒng)和方法。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的實(shí)施方式，用于推動(dòng)交通工具的系統(tǒng)包括發(fā)電機(jī)，其中，發(fā)電機(jī)捕獲電能并將電能傳輸?shù)街辽僖粋€(gè)車輪中的電機(jī)。如權(quán)利要求單獨(dú)限定的，結(jié)合附圖根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的以下非限制性的詳細(xì)描述，本公開(kāi)內(nèi)容的其他方面和特征對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言會(huì)變得清楚。


圖I是根據(jù)本發(fā)明某些實(shí)施方式的交通工具和用于推動(dòng)交通工具的系統(tǒng)的示例。圖2是根據(jù)某些方面的圖I的系統(tǒng)的示例的框圖。圖3A是根據(jù)某些方面的發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的框圖的示例。圖3B是根據(jù)某些方面的發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的示例。圖3C至圖3D是根據(jù)某些方面的發(fā)電機(jī)的示例。圖3E是根據(jù)某些方面的發(fā)電機(jī)的示例。圖3F是根據(jù)某些方面的圖I的發(fā)電機(jī)的頂視圖。圖3G是根據(jù)某些方面的操作中的發(fā)電機(jī)的示例。圖4A和圖4B示出了根據(jù)某些方面的發(fā)電機(jī)的其他示例。圖4B是根據(jù)某些方面的發(fā)電機(jī)的另外的示例。圖5是圖4A的發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的信號(hào)的曲線圖。圖6是根據(jù)某些方面的發(fā)電機(jī)的另外的示例。
具體實(shí)施例方式實(shí)施方式的以下詳細(xì)描述涉及附圖，附圖示出了公開(kāi)內(nèi)容的具體實(shí)施方式
。具有不同結(jié)構(gòu)和操作的其他實(shí)施方式?jīng)]有偏離本公開(kāi)內(nèi)容的范圍。圖I是根據(jù)本發(fā)明某些實(shí)施方式的交通工具50和用于推動(dòng)交通工具的系統(tǒng)100的示例。交通工具包括本體和配置成傳送交通工具的本體的至少一個(gè)可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件。應(yīng)當(dāng)理解，交通工具可以是可以由至少一個(gè)可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件推動(dòng)的任何可移動(dòng)裝置。例如，交通工具可以是汽車、卡車、摩托車、機(jī)車、船、拖車或高爾夫球車等。為了便于說(shuō)明，所示出的示例性交通工具為汽車50。汽車50包括汽車本體52和四個(gè)可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件(例如，車輪54)。車輪54支承本體52并且配置成使本體52到處移動(dòng)。應(yīng)當(dāng)理解，交通工具的可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件不應(yīng)當(dāng)限于車輪54，也可以是促進(jìn)交通工具的推動(dòng)的其他機(jī)械裝置，例如飛機(jī)上的推動(dòng)器或船上的電機(jī)。因此，可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件可以是連接到機(jī)動(dòng)裝置以使交通工具移動(dòng)的任何設(shè)備。
系統(tǒng)100附接到可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件并且配置成向發(fā)電機(jī)提供壓縮空氣，發(fā)電機(jī)可以產(chǎn)生電以旋轉(zhuǎn)車輪54，這將在稍后討論?？梢圆捎孟到y(tǒng)的各種實(shí)施方式。例如，可以使用采用多相材料(MPM)的發(fā)電機(jī)系統(tǒng)。圖2是根據(jù)本發(fā)明某些實(shí)施方式的圖I的系統(tǒng)100的示例的框圖。系統(tǒng)100可以包括這里描述的部件中的一個(gè)或更多個(gè)或者可以包括除了所公開(kāi)的部件之外的其他部件。圖2所示的示例性系統(tǒng)100包括空氣壓縮機(jī)102、儲(chǔ)存罐104、快動(dòng)閥106、發(fā)射管108、多相材料(MPM)滑槽(runner) 110和110’、發(fā)電機(jī)112、儲(chǔ)能電路114、功率控制器116、數(shù)字控制器118、驅(qū)動(dòng)計(jì)算機(jī)120、基于內(nèi)輪的電機(jī)、用于驅(qū)動(dòng)計(jì)算機(jī)120的控制接口 124和環(huán)境傳感器126。這些部件如圖2所示互相連接。根據(jù)某些實(shí)施方式，作為能量過(guò)程的一般概述，將MPM 107填入發(fā)射管108中。存儲(chǔ)在儲(chǔ)存罐104中的壓縮空氣經(jīng)由快動(dòng)閥106迅速地引入到發(fā)射管108中。空氣產(chǎn)生沖擊波，一旦MPM 107開(kāi)始移動(dòng)，就會(huì)產(chǎn)生沖擊波，沖擊波連同MPM 107—起向上傳播，從發(fā)射管108的底部出去，并且發(fā)射管108中產(chǎn)生沿著相反方向移動(dòng)的低壓波(depression wave),使得MPM 107穿過(guò)發(fā)射管108朝著發(fā)電機(jī)112迅速移動(dòng)。電能被發(fā)電機(jī)112捕獲并且傳輸?shù)狡嚨碾娮友b置。在MPM 107已經(jīng)移動(dòng)穿過(guò)發(fā)電機(jī)112或移動(dòng)到發(fā)電機(jī)112外面之后，MPM 107被返回到MPM儲(chǔ)存器，或者丟棄不能用的ΜΡΜ。上述過(guò)程概述是本發(fā)明的過(guò)程的示例，并且，應(yīng)當(dāng)指出的是，各種其他步驟和替選步驟可以包括在該過(guò)程中。下面是本發(fā)明的若干方面的更加詳細(xì)的描述。下面將關(guān)于圖2至圖3G討論某些實(shí)施方式中的發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的部件。系統(tǒng)中可以采用任何種類的空氣壓縮機(jī)102。在一種實(shí)施方式中，空氣壓縮機(jī)102可以是活塞式壓縮機(jī)，在另外的實(shí)施方式中，空氣壓縮機(jī)102可以是螺桿式壓縮機(jī)。空氣壓縮機(jī)102在儲(chǔ)存罐104中存儲(chǔ)氣體并且向該儲(chǔ)存罐104加壓直到氣體準(zhǔn)備好遞送到發(fā)射管108。在一種實(shí)施方式中，由于空氣壓縮機(jī)102是機(jī)載壓縮機(jī)，所以空氣壓縮機(jī)102應(yīng)當(dāng)安裝在交通工具中，并且，空氣壓縮機(jī)102因此應(yīng)當(dāng)重量輕并且性能高?？諝鈮嚎s機(jī)102與數(shù)字控制器118和儲(chǔ)存罐104通信。儲(chǔ)存罐104存儲(chǔ)壓縮空氣并且與數(shù)字控制器118和快動(dòng)閥106通信。儲(chǔ)存罐104可以由復(fù)合材料制造以保持輕質(zhì)和耐用性。為了防止儲(chǔ)存罐在碰撞或交通事故的情況下爆炸，儲(chǔ)存罐的結(jié)構(gòu)配置成緩慢減緩壓力，而不是立即減緩壓力從而導(dǎo)致爆炸。快動(dòng)閥106從儲(chǔ)存罐104接收壓縮空氣并且用作根據(jù)定時(shí)循環(huán)將壓縮空氣分配到發(fā)電機(jī)112中的分配器。快動(dòng)閥106的操作迅速發(fā)生以激活MPM 107。對(duì)于每個(gè)定時(shí)循環(huán)，快動(dòng)閥將壓縮空氣釋放到保持MPM的腔(等同于發(fā)射管)中。釋放從噴嘴端部朝著腔的底部向后順序進(jìn)行。順序定時(shí)成將MPM保持在動(dòng)作閥下面的適當(dāng)?shù)奈恢锰?。?dāng)朝著腔的底部順序進(jìn)行時(shí)，動(dòng)作閥向上的MPM突出穿過(guò)攜帶有從壓縮空氣的勢(shì)能轉(zhuǎn)換而成的動(dòng)能的噴嘴。從壓縮機(jī)102到發(fā)射管1 08中的空氣壓力的釋放產(chǎn)生貫穿發(fā)射管的沖擊波，并且，因此，MPM以迅速的方式被迫向上朝著發(fā)電機(jī)112離開(kāi)發(fā)射管，并且產(chǎn)生低壓波。當(dāng)MPM向上行進(jìn)至發(fā)射管時(shí)，從移動(dòng)的MPM的動(dòng)能轉(zhuǎn)換成被發(fā)電機(jī)捕獲的靜電能(稍后討論)。未決美國(guó)專利申請(qǐng)第12/476，555號(hào)中描述了本發(fā)明中可以采用的示例性發(fā)射管108，該申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用合并到本文中。如圖3E所示，發(fā)射管108可以是能夠接收并保持材料(例如，MPM)并且能夠被加壓的任何容器。發(fā)射管108可以是任意形狀或尺寸。例如，發(fā)射管108可以是圓柱形。發(fā)射管108的至少一部分最初是中空的。任意類型的材料都可以組成發(fā)射管本體，包括金屬(例如，鋼、鋁等)、塑料(例如，PVC)等。在一種實(shí)施方式中，發(fā)射管108是中空管或塑料管。發(fā)射管108具有用于接收MPM和/或加壓的空氣/氣體的至少一個(gè)開(kāi)口 108。例如，發(fā)射管108可以具有用于經(jīng)由快動(dòng)閥接收加壓氣體的多個(gè)開(kāi)口，并且發(fā)射管108也可以具有用于接收MPM 107的其他開(kāi)口，例如，來(lái)自儲(chǔ)存器的MPM和/或已經(jīng)使用的并且正在被返回到發(fā)射管108的MPM(經(jīng)由例如閥)。發(fā)射管108可以包括用于產(chǎn)生MPM 107的均勻流的均勻流系統(tǒng)。這樣的均勻流系統(tǒng)位于發(fā)射管內(nèi)并且當(dāng)MPM到達(dá)發(fā)電機(jī)112時(shí)產(chǎn)生MPM的均勻?qū)恿?。如圖3G所示，該系統(tǒng)可以是任何裝置系統(tǒng)，例如一系列擴(kuò)散器和噴管113。這些擴(kuò)散器和噴管113在MPM流上產(chǎn)生文丘里效應(yīng),從而使得MPM均勻地流到發(fā)電機(jī)112中。在一種實(shí)施方式中，這種噴管具有第一開(kāi)口和第二開(kāi)口以及一般為圓錐的形狀，從而第一開(kāi)口的表面區(qū)域和第二開(kāi)口的表面區(qū)域相等。根據(jù)各種實(shí)施方式，該噴管引導(dǎo)MPM穿過(guò)在兩個(gè)相鄰的磁體之間產(chǎn)生的磁場(chǎng)區(qū)域，稍后關(guān)于可以采用的示例性發(fā)電機(jī)的詳細(xì)描述更深入地討論各種實(shí)施方式。擴(kuò)散器和噴管113以使得MPM的沖擊發(fā)電機(jī)內(nèi)壁的腐蝕效應(yīng)最小化的方式指引MPM的流動(dòng)。擴(kuò)散器和噴管也減少湍流和產(chǎn)生圍繞發(fā)電機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的均勻?qū)恿?。擴(kuò)散器和噴管也減少或消除MPM的分組效應(yīng)并且使MPM聚集在發(fā)射管108的中心部分。在某些實(shí)施方式中，MPM 107是具有多相復(fù)合結(jié)構(gòu)(例如，由氣體、固體和/或氣體和/或流體等組成的電介質(zhì)材料)的任意材料。這樣的MPM的示例包括沙子與氣體的混合物。MPM材料的其他示例包括混合有具有至少一個(gè)不同相的材料的石英、塑料等。在一種實(shí)施方式中，MPM包括如下任意材料，其中，多重元素結(jié)合在一起，使得當(dāng)這樣的結(jié)合破壞時(shí)，釋放出能量。MPM具有大于O但小于或等于I的孔隙率。發(fā)射管的內(nèi)腔的至少一部分或全部用MPM填充。在另外的實(shí)施方式中，MPM具有其他特性，例如吸附性。如果具有這樣的特性，結(jié)合的破壞僅發(fā)生在材料的表面，但是機(jī)械結(jié)構(gòu)可以是完整無(wú)缺的并且材料可以長(zhǎng)時(shí)間使用而不更換。如圖3E和3G所示，在將MPM從供給倉(cāng)或其他來(lái)源放置在發(fā)射管108中之后，快動(dòng)閥使用來(lái)自儲(chǔ)存罐104的壓縮空氣以定時(shí)順序操作。壓縮空氣的順序引入產(chǎn)生沖擊波并且沿相反的方向產(chǎn)生低壓波，低壓波向MPM材料傳遞動(dòng)能以迫使MPM以快的速度穿過(guò)發(fā)射管?；?10、110’連接到發(fā)電機(jī)112?；郯ǖ谝唤M滑槽110和一組返回滑槽110’。這些滑槽將MPM運(yùn)送到發(fā)電機(jī)并且從發(fā)電機(jī)運(yùn)送MPM。第一組滑槽110可以安裝在發(fā)射管108的端部，但是在發(fā)電機(jī)112的入口的前面。如前面所討論的，壓縮空氣迫使MPM穿過(guò)發(fā)射管并且到發(fā)電機(jī)。對(duì)于一組返回組滑槽110’，這些滑槽在發(fā)電機(jī)的后面安裝到MPM供給倉(cāng)的返回路徑上。返回滑槽在MPM已經(jīng)行進(jìn)穿過(guò)發(fā)電機(jī)后形成返回路徑。返回滑槽110’分離MPM和空氣，其中，分離的空氣被排出系統(tǒng)并且收集MPM用于下一循環(huán)。發(fā)電機(jī)112可以是基于MPM行進(jìn)穿過(guò)發(fā)電機(jī)112產(chǎn)生電能的任何設(shè)備。稍后討論可以采用的發(fā)電機(jī)的各種實(shí)施方式。例如，帶電MPM可以行進(jìn)穿過(guò)發(fā)電機(jī)，并且發(fā)電機(jī)的電極可以收集電子并且因此產(chǎn)生電能。稍后公開(kāi)其他示例。然而，在發(fā)電機(jī)捕獲電能之后，這種能量傳輸?shù)诫娐?，例如?chǔ)能電路。由發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電能取決于交通工具的需求。當(dāng)駕駛員加速或減速時(shí)，發(fā)電機(jī)的循環(huán)時(shí)間必須調(diào)整以維持流到前面所描述的電容/穩(wěn)壓電路的電流的平穩(wěn)來(lái)源。發(fā)電機(jī)周期的定時(shí)是通過(guò)數(shù)字控制器調(diào)整的。數(shù)字控制器用作驅(qū)動(dòng)計(jì)算機(jī)、環(huán)境傳感器和功率控制器的反饋回路，使交通工具的需求與存儲(chǔ)的能量平衡并且然后通過(guò)增加或減少快動(dòng)閥的循環(huán)時(shí)間來(lái)調(diào)整能量的產(chǎn)生。在發(fā)電機(jī)內(nèi)部，快動(dòng)閥將壓縮空氣釋放到保持MPM的腔中。釋 放從最靠近發(fā)電機(jī)的發(fā)射管(腔)端部向后朝著發(fā)射管的另一個(gè)端部順序進(jìn)行。順序定時(shí)成在動(dòng)作閥下面在適當(dāng)?shù)奈恢锰幈３諱PM。當(dāng)朝著腔的底部順序進(jìn)行時(shí)，動(dòng)作閥上方的MPM向上突出穿過(guò)發(fā)射管和均勻流系統(tǒng)，使得MPM運(yùn)送從壓縮空氣的勢(shì)能轉(zhuǎn)換成的動(dòng)能。對(duì)于儲(chǔ)能電路114，DC/DC變換器捕獲從發(fā)電機(jī)112產(chǎn)生的電能以及由交通工具制動(dòng)系統(tǒng)回收的任何能量，并且將這樣的能量存儲(chǔ)在儲(chǔ)能電路114中。儲(chǔ)能電路114可以是能夠存儲(chǔ)能量的任何電路，例如但不限于電池、燃料電池、壓縮空氣和用于存儲(chǔ)電能的任何其他裝置。然而，由于交通工具的能量存儲(chǔ)大部分為壓縮空氣的形式，所以這些其他儲(chǔ)能裝置必須小于其他設(shè)計(jì)中的儲(chǔ)能裝置。在汽車應(yīng)用中，產(chǎn)生DC能量并且使用上變換器來(lái)將標(biāo)準(zhǔn)DC/DC轉(zhuǎn)換成更高的DC電壓。對(duì)于發(fā)電機(jī)的其他應(yīng)用，可以需要AC并且可以使用DC/AC變換器。示例可以向需要相位和頻率二者都同步的配電電網(wǎng)提供電力。對(duì)于功率控制器116，CMOS和/或其他電路包括允許能量傳輸?shù)竭B接到車輪54的電機(jī)的雙向電路。稍后將更加詳細(xì)地討論電機(jī)。當(dāng)車輪不被供電時(shí)，CMOS和/或其他電路也可以恢復(fù)電能。在一種實(shí)施方式中，電路使用電路和扭矩傳感器控制數(shù)字電機(jī)。這些電路不僅能夠傳輸來(lái)自儲(chǔ)能電容器(例如，電池)的電能以向電機(jī)供以電力，而且允許在電機(jī)減速或閑置期間將能量返回到儲(chǔ)能電容器中。因此，當(dāng)電機(jī)不被供電時(shí)，可以恢復(fù)能量。數(shù)字控制器118是允許控制所有重要電路并且允許遍及系統(tǒng)100維持同步和平滑的能量流。通過(guò)合并部件和子系統(tǒng)冗余并且利用伴隨平行電路設(shè)計(jì)而發(fā)生的系統(tǒng)故障的概率的固有降低來(lái)提高系統(tǒng)可靠性?？梢允褂谩翱撮T狗”元件來(lái)監(jiān)測(cè)部件或子系統(tǒng)故障并且自動(dòng)轉(zhuǎn)移到故障項(xiàng)目的并行備份。這種系統(tǒng)和子系統(tǒng)可以是處理器驅(qū)動(dòng)的，并且所有數(shù)據(jù)間交換機(jī)制都可以合并到本文中。數(shù)字控制器118控制發(fā)電機(jī)并且使充電循環(huán)與放電過(guò)程同步。該控制器118的另外的功能是將機(jī)制方向從系統(tǒng)100的操作者150轉(zhuǎn)換成整個(gè)系統(tǒng)100的控制信號(hào)和順序。驅(qū)動(dòng)計(jì)算機(jī)基本上是允許交通工具成為“線控驅(qū)動(dòng)”汽車的微處理器控制的單元。當(dāng)操作器調(diào)整交通工具的控制時(shí)，這些輸入設(shè)備(“油門踏板”、剎車、轉(zhuǎn)向裝置等)指示驅(qū)動(dòng)計(jì)算機(jī)來(lái)做出對(duì)數(shù)字控制器的需求，該需求又調(diào)整發(fā)電機(jī)循環(huán)時(shí)間、能源回收制動(dòng)系統(tǒng)和可能甚至換氣扇，使得額外的能量在最大加速度期間是可用的。驅(qū)動(dòng)計(jì)算機(jī)處理并且對(duì)比數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)來(lái)自需要更多電力(加速)、更少電力(減速)或根據(jù)各種時(shí)域變量完全停止的驅(qū)動(dòng)媒體(車輪54)和控制器124(基本上來(lái)自驅(qū)動(dòng)器150)。對(duì)比數(shù)據(jù)首先形成單一的“需求”流，其中，數(shù)字控制器118將考慮采用該流來(lái)控制和計(jì)劃電廠需求和存儲(chǔ)。基于內(nèi)輪的電機(jī)(未示出)可以是相對(duì)可靠的電機(jī)。本發(fā)電機(jī)112中產(chǎn)生的電將被傳輸?shù)矫總€(gè)車輪中的電機(jī)，而不是穿過(guò)通過(guò)化石燃料電機(jī)的移動(dòng)部分例如經(jīng)由齒輪、活塞等來(lái)移動(dòng)能量。在一種實(shí)施方式中，系統(tǒng)100可以包括使用防熱電路和空氣懸浮軸承系統(tǒng)的完整和整體數(shù)字控制器。在另外的實(shí)施方式中，基于車輪的數(shù)字電機(jī)可以是兩用步進(jìn)電機(jī)，其中，當(dāng)它想要使交通工具減速時(shí)，電路切換，使得電機(jī)的定子線圈用作發(fā)電機(jī)。得到 的反電動(dòng)勢(shì)不僅會(huì)使交通工具停止，而且會(huì)將交通工具的動(dòng)能轉(zhuǎn)換回電能，電能如前所述可以在儲(chǔ)能系統(tǒng)114中恢復(fù)和儲(chǔ)存。不同于使用由于摩擦和熱量而導(dǎo)致的效率降低的齒輪和傳動(dòng)系統(tǒng)，使用革新的方式連接可以建立作為車輪54的組成元件的直接驅(qū)動(dòng)電機(jī)。這種設(shè)計(jì)可以避免與齒輪和換擋機(jī)制、恒定潤(rùn)滑和散熱有關(guān)的任何摩擦。在齒輪驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，由于機(jī)械摩擦，效率僅僅達(dá)到30%。具有全合成的潤(rùn)滑油的新式系統(tǒng)接近60%的效率壁壘。本系統(tǒng)可以不具有任何中間齒輪和換擋機(jī)制、潤(rùn)滑和相關(guān)聯(lián)的效率損失或重量和散熱。電機(jī)的示例可以是具有滾軸車輪懸架的輪輞電機(jī)。環(huán)境傳感器126可以收集全部或大部分環(huán)境參數(shù)，例如溫度、濕度、駕駛條件、海拔等，以優(yōu)化電能的生產(chǎn)、存儲(chǔ)和使用過(guò)程。傳感器提供當(dāng)前環(huán)境觀察，包括駕駛條件。最重要的環(huán)境參數(shù)將進(jìn)入系統(tǒng)100用于進(jìn)一步的計(jì)算和考慮整個(gè)駕駛列車的優(yōu)化和控制?，F(xiàn)在描述發(fā)電機(jī)112的各種實(shí)施方式。本文中可以采用并且描述這種發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的三個(gè)示例性實(shí)施方式I)采用永磁體或暫時(shí)磁體以及電介質(zhì)MPM的磁流體發(fā)電機(jī)；2)采用線圈和軟磁MPM的發(fā)電機(jī)；以及3)采用線圈和永磁性MPM的發(fā)電機(jī)。應(yīng)當(dāng)理解，使用MPM的發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的各種其他實(shí)施方式完全在本發(fā)明的范圍內(nèi)。這些系統(tǒng)中的每個(gè)系統(tǒng)描述如下。應(yīng)當(dāng)指出，美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)第61/110，737和61/170，869號(hào)中描述了可以在本發(fā)明中采用的發(fā)電機(jī)的示例，這兩個(gè)專利申請(qǐng)通過(guò)引用合并到本文中。采用永磁體和暫時(shí)磁體以及電介質(zhì)MPM的磁流體發(fā)電機(jī)根據(jù)一種實(shí)施方式,發(fā)電機(jī)系統(tǒng)300可以包括兩個(gè)相對(duì)的部分117、119。發(fā)電機(jī)的底部115附加至發(fā)射管108的端部，并且兩個(gè)相對(duì)的部分從發(fā)電機(jī)的底部呈錐形向外延伸。發(fā)電機(jī)還包括兩個(gè)磁體(即，北極121和南極123)，如圖3C、3E和3F中最佳地示出的。這些磁體121、123可以是兩個(gè)分離的磁體或單個(gè)磁體的相對(duì)的端部。無(wú)論如何，這些磁體121,123定位于發(fā)電機(jī)112的底部并且直接在發(fā)射管108的端部上方。MPM的均勻流在兩個(gè)磁體121、123之間行進(jìn),使得MPM暴露于磁場(chǎng)。這使得MPM分成垂直于磁場(chǎng)方向的兩個(gè)方向，如圖3F所示。作為總體上的概述，當(dāng)MPM從發(fā)射管中釋放時(shí)，發(fā)電機(jī)112將移動(dòng)的MPM的靜電能和/或動(dòng)能轉(zhuǎn)換成電能。要做到這一點(diǎn)，如圖3E所示，發(fā)電機(jī)112包括在兩個(gè)相對(duì)部分117的端部處的網(wǎng)孔和電極(共同如元件131所示)。當(dāng)帶電MPM接近網(wǎng)孔和電極131時(shí)，MPM被吸引到網(wǎng)孔中，并且，已電離的電極穿入電極中，電極然后傳到電路。然后從MPM中釋放出靜電能，并且然后使用過(guò)的MPM接下來(lái)返回MPM供給倉(cāng)以重新使用。因此，通過(guò)向發(fā)射管中的MPM提供壓縮空氣來(lái)產(chǎn)生電能。
如前所討論的,MPM可以包括細(xì)粒電介質(zhì)材料,細(xì)粒電介質(zhì)材料由于其絕緣特性當(dāng)從發(fā)射管發(fā)射時(shí)產(chǎn)生電荷，如以上所討論的。以這種方式，均勻流系統(tǒng)(例如，一系列互鎖的噴嘴)以如下方式來(lái)指引MPM，該方式使得能夠通過(guò)急劇增加電介質(zhì)MPM材料的電離來(lái)優(yōu)化MPM動(dòng)能向DC電荷的轉(zhuǎn)換。此外，如前面所述的，均勻流系統(tǒng)設(shè)計(jì)成以使得能夠使MPM的沖擊發(fā)電機(jī)內(nèi)壁的腐蝕效應(yīng)最小化的方式指弓I MPM流。取決于材料的電負(fù)性，該均勻流系統(tǒng)使相當(dāng)大比例的MPM形成正電荷，然而相等比例將帶負(fù)電。如圖3C至3G所示，帶電MPM的“羽流”進(jìn)入由磁體提供的磁場(chǎng)，例如強(qiáng)大的釹稀土磁體。顆粒受到由如下洛倫茲等式描述的力
權(quán)利要求
1.ー種裝置，包括 交通工具，所述交通工具包括用于使所述交通工具到處移動(dòng)的構(gòu)件，所述移動(dòng)構(gòu)件連接到發(fā)電機(jī)系統(tǒng)并且從所述發(fā)電機(jī)系統(tǒng)接收能量， 其中，所述發(fā)電機(jī)系統(tǒng)采用多相材料MPM和壓縮空氣來(lái)將動(dòng)能轉(zhuǎn)換成電能。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其中，所述發(fā)電機(jī)系統(tǒng)包括發(fā)射管和空氣歧管，所述空氣歧管配置成向所述發(fā)射管遞送壓縮空氣。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其中，所述發(fā)射管包括能夠容置MPM材料和加壓空氣的中空結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其中，所述發(fā)電機(jī)系統(tǒng)還包括用于向所述發(fā)射管遞送壓縮空氣的空氣壓縮機(jī)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其中，所述發(fā)電機(jī)系統(tǒng)還包括用于將所述壓縮空氣按時(shí)間弓I入所述發(fā)射管中的快動(dòng)閥。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其中，所述發(fā)電機(jī)系統(tǒng)還包括用于向使所述交通工具移動(dòng)的所述移動(dòng)構(gòu)件遞送所產(chǎn)生的能量的控制電子裝置。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其中，所述發(fā)電機(jī)系統(tǒng)還包括接收所述MPM的發(fā)電機(jī)，以捕獲電能并且將電能傳輸?shù)剿鼋煌üぞ叩碾娮友b置。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其中，所述發(fā)電機(jī)系統(tǒng)還包括用于在所述發(fā)電機(jī)已經(jīng)接收MPM之后容置所述MPM的儲(chǔ)存器，所述儲(chǔ)存器與所述發(fā)射管連接，使得能夠在所述發(fā)電機(jī)系統(tǒng)中重復(fù)使用所述MPM。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其中，所述交通工具包括汽車，以及，所述移動(dòng)構(gòu)件包括所述汽車的車輪。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其中，所述交通工具包括汽車、卡車、摩托車、機(jī)車、船、拖車或高爾夫球車中的ー種。
11.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其中，所述MPM包括沙子與氣體混合物。
12.一種用于操作具有采用多相材料MPM的發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的交通工具的方法，所述方法包括 將所述MPM提供給所述發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的發(fā)射管；以及 以足夠的動(dòng)カ向所述發(fā)射管遞送壓縮空氣，以允許所述MPM移出所述發(fā)射管進(jìn)入發(fā)電機(jī)中； 其中，所述發(fā)電機(jī)配置成接收所述MPM，從而捕獲電能并且將電能傳輸?shù)綑C(jī)動(dòng)車的電子裝置。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，所述向所述發(fā)射管遞送壓縮空氣包括以時(shí)控方式經(jīng)由快動(dòng)閥遞送壓縮空氣。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，所述發(fā)電機(jī)配置成將電能傳輸?shù)絻?chǔ)能構(gòu)件。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，所述發(fā)電機(jī)配置成將電能傳輸?shù)焦β士刂破?，所述功率控制器配置成向所述機(jī)動(dòng)車的車輪的軸遞送功率，使得所述車輪能夠轉(zhuǎn)動(dòng)從而使所述機(jī)動(dòng)車移動(dòng)。
16.ー種交通工具，包括 發(fā)電機(jī)系統(tǒng)和用于使所述交通工具移動(dòng)的可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件，所述發(fā)電機(jī)系統(tǒng)包括發(fā)射管，所述發(fā)射管包括第一端部和第二端部； 發(fā)電機(jī)，所述發(fā)電機(jī)連接到所述發(fā)射管的第一端部； 遞送系統(tǒng)，所述遞送系統(tǒng)配置成通過(guò)所述發(fā)射管向所述發(fā)電機(jī)遞送多相材料MPM ；以及 連接系統(tǒng)，所述連接系統(tǒng)將所述發(fā)電機(jī)與所述交通工具的所述可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件連接， 其中，所述發(fā)電機(jī)采用所述MPM和壓縮空氣來(lái)產(chǎn)生電能并且將電能傳輸?shù)剿鼋煌ēň叩乃隹尚D(zhuǎn)構(gòu)件。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的交通工具，其中，所述遞送系統(tǒng)包括空氣歧管、壓縮空氣儲(chǔ)存器和快動(dòng)閥，所述空氣歧管將所述壓縮空氣儲(chǔ)存器連接到所述發(fā)射管，使得所述壓縮空氣儲(chǔ)存器能夠經(jīng)由所述快動(dòng)閥向所述發(fā)射管遞送壓縮空氣。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的交通工具，其中，所述MPM包括沙子與氣體混合物。
19.ー種交通工具，包括 發(fā)電機(jī)系統(tǒng)和用于使所述交通工具移動(dòng)的可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件，所述發(fā)電機(jī)系統(tǒng)包括 發(fā)射管；以及 發(fā)電機(jī)，所述發(fā)電機(jī)與所述發(fā)射管連接，所述發(fā)電機(jī)使用多相材料MPM和壓縮空氣將所述MPM的動(dòng)能轉(zhuǎn)換成電能,其中,所述發(fā)電機(jī)包括 次級(jí)線圈，當(dāng)所述MPM行進(jìn)接近所述次級(jí)線圈時(shí)，所述次級(jí)線圈產(chǎn)生電能。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的交通工具，其中，所述MPM包括軟磁材料。
21.根據(jù)權(quán)利要求19所述的交通工具，其中，所述發(fā)電機(jī)還包括勵(lì)磁線圈，所述勵(lì)磁線圈用于在所述軟磁材料行進(jìn)接近所述次級(jí)線圈之前使所述軟磁材料磁化。
22.根據(jù)權(quán)利要求19所述的交通工具，其中，所述MPM包括永磁材料，以及其中，當(dāng)所述永磁材料行進(jìn)穿過(guò)所述次級(jí)線圈時(shí),所述次級(jí)線圈產(chǎn)生電能。
23.一種用于操作具有采用多相材料MPM的發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的交通工具的方法，所述方法包括 用多相材料MPM填充發(fā)射管,所述發(fā)射管與發(fā)電機(jī)連接；以及向所述發(fā)射管中提供壓縮空氣以將所述MPM發(fā)射出所述發(fā)射管以進(jìn)入所述發(fā)電機(jī)中，所述發(fā)電機(jī)將動(dòng)能轉(zhuǎn)換成電能， 其中，所述發(fā)電機(jī)包括 磁體，所述磁體用于將所述MPM導(dǎo)向所述發(fā)電機(jī)的電極，當(dāng)所述MPM接近所述電極時(shí)，所述電極從所述MPM吸引電離顆粒， 次級(jí)線圈，當(dāng)所述MPM行進(jìn)接近所述次級(jí)線圈時(shí)，所述次級(jí)線圈產(chǎn)生電流。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中，所述MPM包括軟磁材料，以及其中，所述發(fā)電機(jī)還包括用于在所述軟磁材料行進(jìn)接近所述次級(jí)線圈之前使所述軟磁材料磁化的勵(lì)磁線圈。
25.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中，所述MPM包括軟磁材料，以及其中，所述發(fā)電機(jī)還包括用于在所述軟磁材料行進(jìn)接近所述次級(jí)線圈之前使所述軟磁材料磁化的勵(lì)磁線圈。
26.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中，所述MPM包括永磁材料。
全文摘要
公開(kāi)了關(guān)于通過(guò)采用多相材料和壓縮空氣的空氣驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)的交通工具的系統(tǒng)和方法。
文檔編號(hào)B60K16/00GK102666177SQ201080049350
公開(kāi)日2012年9月12日 申請(qǐng)日期2010年11月3日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月3日
發(fā)明者弗拉迪斯拉夫·奧萊尼科, 杰弗里·L·里格斯, 根納季耶·阿爾布爾, 梅爾文·詹森·埃澤爾 申請(qǐng)人:考斯威夫公司