[发明专利]转动动能转换系统

说明书

对于相关申请的交叉参考

本申请要求在2010年6月7日提交的、标题为“ROTATIONALKINETIC ENERGY CONVERSION SYSTEM”的美国临时专利申请No.61/352,120的权益，该申请的内容由此通过参考全部包括。本申请涉及在2009年4月22日提交的、标题为“Kinetic Energy Conversion Device”的临时申请No.61/171,641，并且涉及在2010年4月22日提交的、标题为“Energy Conversion Device”的专利合作条约专利申请PCT/US10/32037。在这些以前申请中的全部公开内容通过参考包括在这里。

技术领域

本公开总体上涉及能量转换系统，这些能量转换系统能够输入机械能和/或电能，以及输出电能和/或机械能。具体地说，能量转换系统适于利用绕转磁性部件和往复磁性部件而将从机械能和电能中选择的一种形式的输入能量转换成从机械能和电能中选择的输出能量，其中，绕转磁性部件的机械能与运动流体相关联。

发明内容

提供一种用来在动能和电能之间转换的转动动能转换系统，其中，绕转磁性部件与往复磁性部件（如磁性活塞）周期地相互作用，以在它们之间转移能量。

一种示例性的系统包括：磁性活塞，其沿第一轴线（如第一纵向轴线）相对于纵向框架是可往复运动的；和致动磁铁，其绕第二纵向轴线是可绕转的，以周期地朝向和远离磁性活塞运动。具体地说，磁性活塞可以与固定纵向框架相关联，该固定纵向框架限定第一纵向轴线，并且致动磁铁可以与转动框架相关联，该转动框架限定第二纵向轴线，并且绕该第二纵向轴线转动。磁性活塞和致动磁铁的相互作用可以用来在与活塞的运动相关联的往复运动动能以及与转动框架和致动磁铁的运动相关联的转动动能之间转化。

第一纵向轴线和第二纵向轴线可以彼此垂直地布置。第一纵向轴线和第二纵向轴线可以不相交。致动磁铁可以相对于第二纵向轴线从磁性活塞轴向移位，从而致动磁铁的绕转路径避免了致动磁铁触及磁性活塞，并且能够周期地将致动磁铁带到磁性活塞附近和从磁性活塞带走。

可选择地，第一纵向轴线可以与致动磁铁的绕转路径共面，使磁性活塞位于绕转路径的径向外部。

两个或更多个磁性活塞可以绕第二纵向轴线周向布置，以在其绕第二纵向轴线的绕转路径中的致动磁铁的不同角位置处与致动磁铁周期地相互作用。可以提供两个致动磁铁，这两个致动磁铁具有绕转路径并且沿第二纵向轴线在不同位置处，以致将致动磁铁周期地带到与磁性活塞的相对侧的磁性相互作用中。两个磁性活塞可以设置在致动磁铁的绕转路径的相对侧上，以致与两个致动磁铁都周期地相互作用。类似地，多个磁性活塞和致动磁铁可以设置在绕第二纵向轴线以及沿第二纵向轴线的各个位置处，以形成多级转动动能转换装置。

磁性活塞可以与纵向框架相关联，并且由纵向框架约束，以沿第一纵向轴线往复运动。具体地说，纵向框架可以是腔室，该腔室包围磁性活塞，限定第一纵向轴线，并约束磁性活塞不移离第一纵向轴线。可选择地，纵向框架可以是轴，该轴限定第一纵向轴线，并且磁性活塞可以绕该轴布置，并且由该轴约束成不移离纵向轴线。另外或可选择地，磁性活塞可以由一个或多个磁铁约束成沿第一纵向轴线往复运动，该一个或多个磁铁布置在相对于纵向框架的固定位置中。磁性活塞可以与绕组或线圈相关联，该绕组或线圈绕第一纵向轴线布置，以在动能与电能之间转换能量，该动能与磁性活塞的运动相关联，该电能与流过绕组或线圈的电流相关联。纵向框架可以包括壳体，该壳体包围与磁性活塞相关联的各部件。

致动磁铁可以附接到框架，该框架绕第二纵向轴线是可转动的。框架可以利用：叶片；螺旋桨或任何基于翼片变形体，其利用水平或竖向转动轴线；水轮；风扇；旋转泵或旋转压缩机；或能够在运动流体的动能与转动框架的转动动能之间转换的任何其它转动装置。可选择地，框架可以与转动动能转换装置相关联，如与旋转电动机或发电机、旋转泵或旋转压缩机相关联。

致动磁铁可以相对于其绕第二纵向轴线的绕转路径被切向地极化，以致当它接近磁性活塞时，将第一磁极呈现给磁性活塞，并且当它从磁性活塞退回时，将第二磁极呈现给磁性活塞。磁性活塞可以具有相对于第一纵向轴线的径向极化部件，以致当致动磁铁接近磁性活塞时以及当致动磁铁从磁性活塞退回时，大体上将相同的磁极呈现给致动磁铁。

磁性活塞可以具有相对于第一纵向轴线的轴向极化部件，以与在磁性活塞的纵向路径的相对端部处的、固定位置中的轴向端部磁铁相互作用，以限制磁性活塞的运动，并且起作用以将磁性活塞恢复到其纵向路径的中心。