[发明专利]用于运载工具的稳定功率源

说明书

相关申请的交叉参考

本申请要求2005年9月20日提交的、名称为“Stabilizing Power Source For A Vehicle”的、序列号为11/230,962的美国申请的优先权， 在此将其全部公开内容并入本文作为参考。

技术领域

本发明总体上涉及用于供应功率给运载工具和/或稳定运载工具的 装置，更具体地，涉及用于供应电功率给运载工具(例如航空器)和/ 或稳定运载工具的装置。

背景技术

运载工具(包括汽车、货车、轮船和航空器)从一个或多个各种主 功率源获取功率。典型的主功率源包括发热源(例如，燃气和柴油发动 机)和电源(例如发电机、电池和燃料电池)。这些功率源中的一些可 能是效率低下的，或者可能会产生不希望的碳氢副产品，或者可能会受 限于特定的应用。

发明内容

本发明包括所附权利要求给出的特征和/或以下特征中的一个或多 个，如下的这些特征可以单独地或者以任意组合方式构成可专利的主 题：

根据一个方面，提供电功率给运载工具的装置包括环形环(toroidal ring)。所述环形环位于壳体的环形腔内。磁性材料(例如永久性固态磁 体或磁粉)与所述环形环联接。推进绕组与壳体联接。所述推进绕组可 以实施为一个或多个电磁体。所述推进绕组被构造成当被激励时产生交 变磁场，从而使得环形环在环形腔内旋转。悬浮绕组也可以与壳体联接。 所述悬浮绕组被构造成通过排斥和/或吸引所述磁性材料产生磁场，从而 使得环形环在环形腔内悬浮。悬浮绕组可以实施为一个或多个电磁体和 /或由导电材料、绞合线(litz wire)或类似物的层叠段制成的导电导轨。 即，在一些实施例中，悬浮绕组是被动的，通过由跨过悬浮绕组的磁性 材料的一部分的旋转生成的感应电流来产生磁场，从而悬浮环形环。

一旦环形环旋转，环形环提供稳定效应给运载工具。此外，一旦环 形环以最小操作速度旋转，推进绕组可以用于与磁性材料协作形成发电 机。即，由跨过推进绕组的磁性材料产生的磁场的旋转在推进绕组中产 生电流。推进绕组和悬浮绕组(在一些实施例中)可以经由控制电路产 生的激励信号激励。激励信号可以为直流或交流信号。控制电路从外部 功率源或从由环形环自身供应的功率(即，当用作发电机时)产生激励 信号。例如，外部功率源可联接到控制电路，并用于初始时悬浮环形环 且将环形环旋转至预定的操作旋转速度。该预定操作旋转速度可以包括 任何旋转速度值。一旦环形环处于预定操作旋转速度，外部功率源可以 去除或从控制电路断开。控制电路于是可使用由环形环产生的电功率 (即，通过磁性材料和推进绕组的协作)来供应电功率给其它电路(例 如仪器、传感器和其它电磁体)或其它设备(例如马达、致动器或其它 原动机)从而产生机械功等。

在一些实施例中，两个或更多的环形环可以竖直地定位在彼此的上 方。例如，壳体可以包括两个环形腔。第一环形腔位于第二环形腔竖直 上方。环形环在每个腔内被定位成，使得一个环形环位于另一个环形环 的竖直上方。推进和悬浮绕组可与壳体联接，从而在每个环形腔内产生 悬浮磁场和交变磁场。交变磁场使得每个环形环旋转。在诸如航空器和 其它运载工具的一些应用中，这些环形环以相反的方向和几乎相同的速 度旋转，以产生最小的净角动量。替代性地或附加地，环形环可以相同 或相反的方向但不同的速度旋转，以提供稳定效应给航空器。控制电路 产生激励信号以控制绕组的功能。

根据另一方面，航空器包括机身和环绕所述机身的壳体。所述壳体 具有限定于其中的一个或多个环形腔。环形环可位于每个腔内。多个推 进绕组与壳体联接。所述推进绕组被构造成响应于另一激励信号在每个 环形腔内产生交变磁场，从而使得每个环形环旋转。多个悬浮绕组也可 以与壳体联接。所述悬浮绕组被构造成响应于激励信号或通过感应电流 在每个环形腔内产生悬浮磁场。一些环形环可以相对或相反的方向旋 转。控制电路被构造成产生激励信号。控制电路可以在预定时间使用外 部功率源产生激励信号中的一些。控制电路也可以使用由环形环产生的 功率来产生激励信号的一些，并供应功率给其它电路、电磁体、设备、 马达、致动器或其它原动机。

根据下文的描述和附图，本公开的上述和其它特征将变得明显，而 且这些特征可以单独地或以任意组合方式构成可专利的主题。

附图说明