JP6670936B2 - 車両の抵抗低減及び発電システム - Google Patents

Description

他に指示の無い限り、本項目において説明される内容は、本願の特許請求の範囲に対する先行技術ではないし、本項目に含まれることによって先行技術として認められたものではない。

移動中の車両は、車両の移動とは反対に作用する力による抵抗を受ける可能性がある。この抵抗は、車両の速度に影響を与え得る。車両は、所望の速度に達するよう推進するために、特定量のエネルギーを必要とする。抵抗の低減により、所望の速度に達するよう推進するために車両に必要なエネルギーを少なくすることができる。

いくつかの実施例では、概して、少なくとも吸気構造、トンネル構造及びエネルギー発生装置を含むシステムが記載される。吸気構造は、第１の入口及び第１の出口を含み得る。吸気構造は、第１の速度で第１の入口に向けられた空気を受け取るのに有効であり得る。吸気構造は、非直線状に湾曲してよい。第１の入口の第１のサイズは、第１の出口の第２のサイズよりも大きくなり得る。第１のサイズと第２のサイズとの間の第１の差は、受け取った空気を第２の速度の第１の圧縮空気に圧縮するのに有効であり得る。第１のサイズと第２のサイズとの間の第１の差は、第２の速度を第１の速度よりも大きくさせるのにさらに有効であり得る。トンネル構造は、吸気構造に隣接し得る。トンネル構造は、第２の入口及び第２の出口を含み得る。トンネル構造は、直線状に湾曲してよい。トンネル構造は、第２の速度で吸気構造から第１の圧縮空気を受け取るのに有効であり得る。第２の入口の第３のサイズは、第２の出口の第４のサイズよりも大きくなり得る。第３のサイズと第４のサイズとの間の第２の差は、第１の圧縮空気を第３の速度の第２の圧縮空気に圧縮するのに有効であり得る。第３のサイズと第４のサイズとの間の第２の差は、第３の速度を第２の速度よりも大きくさせるのに有効であり得る。エネルギー発生装置は、トンネル構造と連通するように構成することができる。エネルギー発生装置は、トンネル構造から第２の圧縮空気を受け取るように構成することができる。エネルギー発生装置は、さらに、第２の圧縮空気の第１の部分をエネルギーに変換するように構成することができる。エネルギー発生装置は、さらに、第２の圧縮空気の第２の部分の排出を制御するように構成することができる。

いくつかの実施例では、概して、電池、モータ、シャーシ、変速機、吸気構造、トンネル構造及びエネルギー発生装置を含む車両が記載される。モータは、電池と連絡するように構成することができる。シャーシは、フレームと、フレームに結合された一組の前輪と、フレームに結合された一組の後輪と、変速機とを含み得る。変速機は、前記一組の前輪と前記一組の後輪との少なくとも一方に結合されてよい。吸気構造は、第１の入口及び第１の出口を含み得る。吸気構造は、シャーシのフレームの第１の部分に配置されてよい。吸気構造は、一組の前輪のうちの第１の車輪と第２の車輪との間に位置してよい。吸気構造は、第１の速度で第１の入口に向けられた空気を受け取るのに有効であり得る。吸気構造は、非直線状に湾曲してよい。第１の入口の第１のサイズは、第１の出口の第２のサイズよりも大きくなり得る。第１のサイズと第２のサイズとの間の第１の差は、受け取った空気を第２の速度の第１の圧縮空気に圧縮するのに有効であり得る。第１のサイズと第２のサイズとの間の第１の差は、第２の速度を第１の速度よりも大きくさせるのにさらに有効であり得る。トンネル構造は、吸気構造に隣接し得る。トンネル構造は、第２の入口及び第２の出口を含み得る。トンネル構造は、シャーシのフレームの第２の部分に配置されてよい。トンネル構造は、一組の前輪と一組の後輪との間に位置してよい。トンネル構造は、直線状に湾曲してよい。トンネル構造は、第２の速度で吸気構造から第１の圧縮空気を受け取るのに有効であり得る。第２の入口の第３のサイズは、第２の出口の第４のサイズよりも大きくなり得る。第３のサイズと第４のサイズとの間の第２の差は、第１の圧縮空気を第３の速度の第２の圧縮空気に圧縮するのに有効であり得る。第３のサイズと第４のサイズとの間の第２の差は、第３の速度を第２の速度よりも大きくさせるのにさらに有効であり得る。エネルギー発生装置は、トンネル構造と連通するように構成することができる。エネルギー発生装置は、トンネル構造から第２の圧縮空気を受け取るように構成することができる。エネルギー発生装置は、さらに、第２の圧縮空気の第１の部分をエネルギーに変換するように構成することができる。エネルギー発生装置は、さらに、第２の圧縮空気の第２の部分の排出を制御するように構成することができる。

いくつかの実施例では、概して、電気エネルギーを生成する方法が記載される。該方法は、車両によって、第１の速度で吸気構造の第１の入口に向けられた空気を受け取ることを含み得る。吸気構造は、車両のシャーシ上に配置されてよい。吸気構造は、第１の入口及び第１の出口を含み得る。吸気構造は、非直線状に湾曲してよい。第１の入口の第１のサイズは、第１の出口の第２のサイズよりも大きくなり得る。該方法は、さらに、車両によって、受け取った空気を第１の圧縮空気に圧縮することを含み得る。第１のサイズと第２のサイズとの間の第１の差は、受け取った空気を第１の圧縮空気に圧縮するのに有効であり得る。第１の圧縮空気の第２の速度は、受け取った空気の第１の速度よりも大きくなり得る。第１の入口の第１のサイズと第１の出口の第２のサイズとの間の第１の差は、第２の速度を第１の速度よりも大きくさせるのにさらに有効であり得る。該方法は、さらに、車両によって、第１の圧縮空気を吸気構造からトンネル構造に流すことを含み得る。トンネル構造は、吸気構造に隣接し得る。トンネル構造は、第２の入口及び第２の出口を含み得る。トンネル構造は、車両のシャーシ上に配置されてよい。トンネル構造は、直線状に湾曲してよい。第２の入口の第３のサイズは、第２の出口の第４のサイズよりも大きくなり得る。該方法は、さらに、車両によって、第１の圧縮空気を第２の圧縮空気に圧縮することを含み得る。第３のサイズと第４のサイズとの間の第２の差は、第１の圧縮空気を第２の圧縮空気に圧縮するのに有効であり得る。第２の圧縮空気の第３の速度は、第１の圧縮空気の第２の速度よりも大きくなり得る。第２の入口の第３のサイズと第２の出口の第４のサイズとの間の第２の差は、第３の速度を第２の速度よりも大きくさせるのにさらに有効であり得る。該方法は、さらに、車両によって、第１の圧縮空気をトンネル構造からエネルギー発生装置に流すことを含み得る。エネルギー発生装置は、トンネル構造と連通するように構成することができる。該方法は、さらに、車両によって、第２の圧縮空気の第１の部分をエネルギーに変換することを含み得る。該方法は、さらに、車両によって、第２の圧縮空気の第２の部分の排出を制御することを含み得る。

上記概要は例示的なものに過ぎず、決して限定することを意図するものではない。上記例示的な態様、実施形態及び特徴に加え、図面と以下の詳細な説明を参照することにより、さらなる態様、実施形態及び特徴が明らかになるであろう。

本発明の前述及び他の特徴は、添付の図面と併せて、以下の説明及び添付の特許請求の範囲から、より完全に明らかになるであろう。これらの図面は、本発明に係るいくつかの実施形態のみを示しており、したがって、その範囲を限定するものとみなされるべきではないことを理解し、本発明は、添付の図面の使用によって、さらなる具体性及び詳細と共に説明される。

図１Ａは、車両の抵抗低減及び発電システムに係る車両を示す図である。図１Ｂは、車両の抵抗低減及び発電システムに係る気流部材の上面断面図を示す図である。図１Ｃは、車両の抵抗低減及び発電システムに係る気流部材の側面斜視図を示す図である。 図２Ａは、抵抗低減及び発電システムに係るさらなる詳細を有する図１の車両を示す図である。図２Ｂは、抵抗低減及び発電システムに係るさらなる詳細を有する図１の気流部材の側面斜視図を示す図である。図２Ｃは、抵抗低減及び発電システムに係るさらなる詳細を有する図１の例示的なシステムの側面斜視図を示す図である。図２Ｄは、抵抗低減及び発電システムに係るさらなる詳細を有する図１の例示的なシステムの側面断面図を示す図である。図２Ｅは、抵抗低減及び発電システムに係るさらなる詳細を有する図１の例示的なシステムの正面図を示す図である。 図３Ａは、抵抗低減及び発電システムに係るさらなる詳細を有する図１の車両を示す図である。図３Ｂは、抵抗低減及び発電システムに係るさらなる詳細を有する図１の気流部材の側面斜視図を示す図である。図３Ｃは、抵抗低減及び発電システムに係るさらなる詳細を有する図１の例示的なシステムの側面斜視図を示す図である。図３Ｄは、抵抗低減及び発電システムに係るさらなる詳細を有する図１の例示的なシステムの正面断面図を示す図である。図３Ｅは、抵抗低減及び発電システムに係るさらなる詳細を有する図１の例示的なシステムの側面断面図を示す図である。 図４は、抵抗低減及び発電システムの装置に係るさらなる詳細を有する図１の車両を示す図である。 図５は、抵抗低減及び発電システムに係るさらなる詳細を有する図１の車両を示す図である。 図６は、車両の抵抗低減及び発電システムを実施する例示的なプロセスのフローチャートを示す図である。 全てが本明細書に記載の少なくともいくつかの実施形態に従って配置される。

以下の詳細な説明では、本明細書の一部を形成する添付の図面を参照する。図面において、同じ符号は、一般的に、他に異なる記載がない限り、同じ部材とする。詳細な説明に記載された例示的な実施形態、図面、及び特許請求の範囲は、限定を意味するものではない。本明細書において提示される主題の主旨又は適用範囲から逸脱することがなければ、他の実施形態を利用したり、他の変更を加えたりすることができる。全般的に記載され、また図面に示されている本発明の諸態様は、広範囲にわたる様々な構成に再構成し、置き換え、連結し、分割し、及び設計することができ、そして、それらのすべてが本記載の中で明らかに考慮されていることは容易に理解される。

図１は、図１Ａ、図１Ｂ及び図１Ｃを含み、それぞれ車両、気流部材の上面断面図及び気流部材の側面斜視図を示し、本明細書に記載された少なくともいくつかの実施形態に従って配置された車両の抵抗低減及び発電システムに関する。車両１００は、システム１０１を含み、システム１０１は、電力の発生を容易にする部材を含み得る（以下にさらに説明する）。いくつかの実施例では、車両１００は、電気自動車、ガソリン車などであってよい。車両１００は、１つ又は複数のモータ１０２、電池１０３、冷却システム１０４、及び／又はシャーシ１１２などを含み得る。車両１００が電気自動車である例では、モータ１０２は、電気モータであってよく、車両１００を推進するように構成することができる。車両１００がガソリン車であるいくつかの実施例では、モータ１０２は、車両１００の内燃機関に関連付けることができる。電池１０３は、モータ１０２及び冷却システム１０４などの１つ又は複数の部材、又は車両１００の様々な電子部品に電力を供給するように構成することができる。冷却システム１０４は、車両１００の内部を冷却するように構成された空調ユニットなどの１つ又は複数のユニット及び／又は部材、車両１００のエンジンを冷却するように構成された１つ又は複数のラジエータなどを含み得る。いくつかの実施例では、冷却システム１０４は、モータ１０２、電池１０３、及び／又は車両１００の内燃機関を冷却するように構成された部材を含み得る。シャーシ１１２は、フレーム１１３、前輪１１４ａ、１１４ｂ及び後輪１１５ａ、１１５ｂを含み、前輪１１４ａ、１１４ｂ及び後輪１１５ａ、１１５ｂは、フレーム１１３に結合されてよい。いくつかの実施例では、シャーシ１１２は、前輪１１４ａ、１１４ｂ及び後輪１１５ａ、１１５ｂの少なくとも１つに結合される変速機を含み得る。フレーム１１３は、シャーシ１１２の一部であってよく、車両１００の本体は、フレーム１１３に取り付けることができる。いくつかの実施例では、システム１０１は、シャーシ１１２内に配置され、シャーシ１１２のフレーム１１３上に置かれ、フレーム１１３は、システム１０１の重量を支持することができる。

システム１０１は、磁気部材１０５、気流部材１０６及び加熱部材１０７を含み得る。いくつかの実施例では、磁気部材１０５の少なくとも一部は、気流部材１０６の少なくとも一部に配置されてよい。いくつかの実施例では、気流部材１０６の少なくとも一部は、加熱部材１０７の少なくとも一部に配置されてよい。磁気部材１０５は、それぞれの磁場を生成するように構成された電磁石などの１つ又は複数の磁気素子を含み得る（以下にさらに説明する）。加熱部材１０７は、システム１０１内に各温度の熱を提供するように構成された熱交換管などの１つ又は複数の加熱素子を含み得る（以下にさらに説明する）。加熱部材１０７内の熱交換管は、冷媒を含み得る。車両１００が電気自動車である例では、シャーシ１１２は、システム１０１を収容するのに十分な大きさの空隙を画定することができる。車両１００が車両１００の後部に向かうエンジンを有するガソリン車である例では、シャーシ１１２は、システム１０１を収容するのに十分な大きさの空隙を同様に画定することができる。

図１Ｂを参照すると、気流部材１０６は、１つ又は複数の吸気構造（「吸気口」）１２０及び／又はトンネル構造（「トンネル」）１３０などの１つ又は複数の構造を含み、吸気構造１２０及び／又はトンネル構造１３０は、装置１４０と連通するように構成することができる。吸気構造１２０は、吸気構造１２０が空気１６０を受け取るのに有効であり得るように、開口部を画定するのに有効な壁を含み、空気１６０は、車両１００及び／又は吸気構造１２０の入口に向けられた空気であってよい。いくつかの実施例では、吸気構造１２０は、車両１００がアイドリングしているとき、又は車両１００が動いているとき、車両１００に向けられた空気１６０を受け取ることができる。車両１００がアイドリングしている例では、吸気構造１２０の内部と車両１００の外部との間の圧力差により、空気１６０が吸気構造１２０の入口に向かって流れて、吸気構造１２０が空気１６０を受け取ることができる。車両１００が動いている例では、車両１００の運動に伴って、吸気構造１２０の内部と車両１００の外部との間の圧力差により、空気１６０が吸気構造１２０の入口に向かって流れて、吸気構造１２０が空気１６０を受け取ることができる。車両１００が動いている間に空気１６０が吸気構造１２０に入る結果として、車両１００の抵抗が低減される。いくつかの実施例では、気流部材１０６は、２つ以上の吸気構造を含み得る。気流部材１０６が２つ以上の吸気構造を含む例では、各吸気構造は、トンネル構造１３０の入口に隣接し得る。いくつかの実施例では、気流部材１０６が２つ以上の吸気構造を含むとき、各吸気構造は空気１６０のそれぞれの部分を受け取ることができる。さらに、各吸気構造は、それぞれのサイズ及び／又は形状などを有する。

いくつかの実施例では、空気１６０の気流の空気力学的効率を高めるために、吸気構造１２０の形状は湾曲してよい。いくつかの実施例では、吸気構造１２０は、広い入口及び狭い出口を含む中空構造のような漏斗に似ていてよい。いくつかの実施例では、吸気構造１２０は、ボウル形状の漏斗に似るように、非直線状に湾曲してよい。いくつかの実施例では、吸気構造１２０の幅は、前輪１１４ａから前輪１１４ｂまで延びることができる。吸気構造１２０の広い入口と狭い出口の、断面積などのサイズの差によって、広い入口と狭い出口との間に圧力差が生じ得る。吸気構造１２０の幅の広い入口と狭い出口との間の圧力差により、空気１６０がトンネル構造１３０に向かって気流方向１０９に流れることができる。いくつかの実施例では、空気１６０が気流方向１０９に流れるとき、吸気構造１２０の内部の断面積が気流方向１０９に沿って減少するので、空気１６０の速度は気流方向１０９に沿って増加することができる。いくつかの実施例では、吸気構造１２０の内部の壁は、空気１６０を第１の圧縮空気１６２に圧縮することができ、第１の圧縮空気１６２が吸気構造１２０から出るとき、第１の圧縮空気１６２は空気１６０の速度よりも高い速度で流れることができる。

いくつかの実施例では、トンネル構造１３０は、シャーシ１１２の前輪１１４ａ、１１４ｂと後輪１１５ａ、１１５ｂとの間にあるように、気流部材１０６に位置してよい。トンネル構造１３０は、第１の圧縮空気１６２などの空気を受け取ることができるように、入口又は開口部を画定するのに有効な壁を含み得る。いくつかの実施例では、第１の圧縮空気１６２の気流の空気力学的効率を高めるために、トンネル構造１３０の形状は、湾曲してよい。いくつかの実施例では、トンネル構造１３０は、トンネル構造１３０の内部の断面積が気流方向１０９に沿って減少するように、直線状に湾曲してよい。いくつかの実施例では、トンネル構造１３０は、１つ又は複数の部分を含む中空円錐台のような管状構造であってよく、各部分は、直径又は断面積などが異なるサイズであってよい。例えば、図１Ｂ及び図１Ｃを参照すると、トンネル構造１３０のセクション１３２の断面積は、トンネル構造１３０のセクション１３４の断面積よりも大きくなり得る。いくつかの実施例では、第１の圧縮空気１６２は気流方向１０９に流れるとき、トンネル構造１３０の内部の断面積が気流方向１０９に沿って減少するので、第１の圧縮空気１６２の速度は気流方向１０９に沿って増加することができる。いくつかの実施例では、トンネル構造１３０の内部の壁は、第１の圧縮空気１６２を第２の圧縮空気１６４に圧縮することができ、第２の圧縮空気１６２が装置１４０に入るとき、第２の圧縮空気１６４は第１の圧縮空気１６２の速度よりも高い速度で流れることができる。いくつかの実施例では、第２の圧縮空気１６２を排気１６６として排出して、車両１００が経験する抵抗の低減を容易にするように、装置１４０をトンネル構造１３０から取り外すことができる。

以下により詳細に説明するように、空気１６０、第１の圧縮空気１６２、第２の圧縮空気１６４などの空気を、装置１４０に向かって気流方向１０９に駆動するために、吸気構造１２０及びトンネル構造１３０の形状及び様々な断面積は、吸気構造１２０及びトンネル構造１３０の内部に沿った２つ以上の点の間に圧力差を生成することができる。さらに以下に説明するように、吸気構造１２０とトンネル構造１３０の内部に沿った点の間の圧力差に加えて、磁気部材１０５及び加熱部材１０７は、装置１４０に向かう空気１６０の気流方向１０９の駆動を容易にすることができる。

装置１４０は、エネルギー１７０を生成する（以下にさらに説明する）及び／又は第２の圧縮空気１６４を管理するように構成されたエネルギー発生装置であってよい。図１Ｂに示す例では、装置１４０は、制御ユニット１４２及び／又は風力タービン１５０を含み得る。制御ユニット１４２は、風力タービン１５０を制御する及び／又は管理するように構成することができる。以下により詳細に説明するように、制御ユニット１４２は、風力タービン１５０を制御して、第２の圧縮空気１６４の第１の部分をエネルギー１７０に変換することができる。コントローラ１４２は、さらに、車両１００の部材間にエネルギー１７０を分配するように構成することができる。エネルギー１７０は、電池１０３を充電するか、又はモータ１０２、冷却システム１０４及び磁気部材１０５などに電力を供給するように、車両１００の部材に電力を供給するのに効果的な電気であり得る。第２の圧縮空気１６４の第２の部分は、排気１６６として車両１００の外部に排出することができる。

車両１００がガソリン車である例では、装置１４０は、トンネル構造１３０が内燃機関に隣接し得るように、車両１００の内燃機関に関連付けることができる。一実施例では、内燃機関は、トンネル構造１３０から第２の圧縮空気１６４を受け取ることができる。内燃機関で受け取られた第２の圧縮空気１６４は、内燃機関の内部で燃料及び空気の燃焼が起こるように、内燃機関のための酸化剤であってよい。いくつかの実施例では、装置１４０の制御ユニット１４２は、車両１００の内燃機関に供給された第２の圧縮空気１６４の量を制御することができる。車両１００が燃料電池自動車である例では、第２の圧縮空気１６４は、燃料電池エンジンがモータ１０２に電力を供給するための酸素源とすることができる。車両１００がハイブリッド車である例では、風力タービン１５０は、電池１０３にエネルギーを供給し、第２の圧縮空気１６４は、ハイブリッド車の内燃機関のための酸化剤として役立てることができる。以下により詳細に説明するように、風力タービン１５０の効率は、装置１４０が第２の圧縮空気１６４を受け取るときの第２の圧縮空気１６４の流速に基づくことができる。第２の圧縮空気１６４の流速は、吸気構造１２０及びトンネル構造１３０のサイズ及び／又は形状、磁気部材１０５によって生成される磁場、及び加熱部材１０７によって提供される熱に基づくことができる。

図２は、図２Ａ、図２Ｂ、図２Ｃ、図２Ｄ及び図２Ｅを含み、図１の車両１００と、気流部材１０６の側面斜視図と、図１のシステム１０１の側面斜視図と、図１のシステム１０１の側面断面図と、図１のシステム１０１の正面図をそれぞれ示し、本明細書に記載された少なくともいくつかの実施形態に従って構成された抵抗低減及び発電システムに関するさらなる詳細を有する。図２は、図１のシステム１００と実質的に同様であり、さらなる詳細を有する。図１の部材と同一の符号を付した図２の部材は、明瞭にするために再び説明しない。

図２Ｃを参照すると、吸気構造１２０は、車両１００及び／又は吸気構造１２０の入口２１０に向けられた空気１６０を受け取ることができる。いくつかの実施例では、車両１００は、吸気構造１２０が空気１６０を受け取る前に、空気１６０からのデブリを濾過するのに有効なフィルタ２０４を含み得る。空気１６０は、吸気構造１２０の入口２１０から吸気構造１２０に入り、第１の圧縮空気１６２として吸気構造１２０の出口２１２から出ることができる。図２Ｃに示す例では、吸気構造１２０の形状は、吸気構造１２０の断面積が気流方向１０９に沿って減少し、入口２１０のサイズ又は断面積が出口２１２のサイズ又は断面積よりも大きくなるように湾曲してよい。吸気構造１２０の入口２１０と出口２１２との間の断面積の差は、入口２１０と出口２１２との間に圧力差を生成することができる。この例では、入口２１０が出口２１２よりも比較的大きな断面積を有するので、入口２１０の圧力は出口２１２の圧力よりも高くなり得る。入口２１０と出口２１２との間の圧力差により、空気１６０はトンネル構造１３０に向かって気流方向１０９に流れることができる。

上記のように、磁気部材１０５の少なくとも一部は、気流部材１０６の少なくとも一部に配置されてよい。同様に、気流部材１０６の少なくとも一部は、加熱部材１０７の少なくとも一部に配置されてよい。図２Ｃ、２Ｄ及び／又は図２Ｅに示す例では、磁気素子２２０は、吸気構造１２０の少なくとも一部に配置され、吸気構造１２０の少なくとも一部は、加熱素子２３０上に配置されてよい。磁気素子２２０は、磁気部材１０５（図２Ａに示す）の一部であってよく、加熱素子２３０は、加熱部材１０７（図２Ａに示す）の一部であってよい。図２Ｅを参照すると、加熱素子２３０は、吸気構造１２０の底部の下方に位置してよい。磁気素子２２０が吸気構造１２０の上部及び少なくとも１つの側面を取り囲むか、又は包囲するように、磁気素子２２０は、吸気構造１２０の表面に位置してよい。図２Ｃを参照すると、磁気素子２２０は、磁場２２２を生成するのに有効であり、加熱素子２３０は、熱２３２を提供するのに有効であり得る。いくつかの実施例では、磁気素子２２０は、電流を流して磁場２２２を生成するコイルを含む電磁石であってよい。いくつかの実施例では、磁気部材１０５のコイルを流れる電流は、装置１４０によって生成され得る（以下にさらに説明する）。磁気素子２２０は、磁場２２２のＮ極が吸気構造１２０の内部に向けられるように配置されてよい。いくつかの実施例では、加熱素子２３０は、車両１００の冷却システム１０４に接続された熱交換管を含み得る。

いくつかの実施例では、加熱素子２３０は、冷却システム１０４の１つ又は複数のラジエータ又は車両１００の部材に接続された熱交換管を含み得る。一実施例では、加熱された冷媒流体は、ラジエータ又は部材から加熱素子２３０に流れることができる。加熱素子２３０は、加熱された冷媒流体から熱２３２を伝導することにより、吸気構造１２０の内部に熱２３２を提供することができる。吸気構造１２０の内部に熱２３２を提供した結果として、加熱素子２３０を通って流れて加熱された冷媒流体の温度は、気流方向１０９に沿って低下する。いくつかの実施例では、加熱素子２３０は、モータ１０２、電池１０３、車両１００の変速機、車両１００の内燃機関などの車両１００の１つ又は複数の部材に隣接し得る。加熱素子２３０が車両１００の部材に隣接する例では、加熱素子２３０内の冷媒流体は、部材から熱を受けて加熱素子２３０内の冷媒流体の温度を上昇させることができる。気流方向１０９に沿って加熱素子２３０内の冷媒流体の温度が低下した結果として、加熱素子２３０は、１つ又は複数の部材の冷却を容易にすることができる。例えば、入口２１０の近くの加熱素子２３０の第１の端及び出口２１２の近くの加熱素子２３０の第２の端は、いずれも、車両１００の内燃機関に隣接し得る。内燃機関の作動に伴い、第１の端の近くの冷媒流体は、第１の温度に加熱され得る。加熱素子２３０内の冷媒流体の第１の温度は気流方向１０９に沿って低下し、出口２１２の近くの冷媒流体は第２の温度になり得る。加熱素子２３０が第１の温度よりも低い第２の温度の熱を提供することができるので、第２の温度の冷媒流体は、内燃機関の冷却を容易にすることができる。

図２Ｄを参照すると、空気１６０は、吸気構造１２０に入った後の初期流動２６０のようなランダムなパターンで流れ得る。加熱素子２３０は、空気１６０の温度を上昇させるために、空気１６０に熱２３２を加えることができる。空気１６０の温度上昇は、空気１６０の粘度を低下させることができ、粘度の低下は、空気１６０を層流２６２のような比較的規則的なパターンで流し、空気１６０の流速を増加させることができる。空気１６０が層流２６２のような規則的なパターンで流れ、空気１６０の流速を増加させることができるように、熱２３２に加えて、空気１６０に磁場２２２を加えて空気１６０の粘度を低下させてもよい。図２Ｃに示す例では、磁場２２２及び熱２３２を加えた結果として、入口２１０での空気１６０の流速は、出口２１２での第１の圧縮空気１６２の流速よりも低くなり得る。気流方向１０９に沿って空気１６０の流速が増加するとき、吸気構造１２０の内部の気流方向１０９に沿った圧力は、ベンチュリ効果のような流体力学の原理に基づいて減少する可能性がある。

図２Ｅを参照すると、吸気構造１２０の内部は、初期位置２７２（位置２７２ａ、２７２ｂを含む）に１つ又は複数のファン２７０（ファン２７０ａ、２７０ｂを含む）を含み得る。いくつかの実施例では、初期位置２７２は、入口２１２、上部、底部、１つの側面、及び／又は吸気構造１２０の内部の両側の近くであってよい。ファン２７０は、サーボモータなどのそれぞれのアクチュエータに取り付けられてよい。ファン２７０に取り付けられたアクチュエータは、装置１４０によって制御される。装置１４０は、ファン２７０を初期位置２７２から初期位置２７２と異なる位置に移動させるようにアクチュエータを制御することができる。一実施例では、装置１４０は、車両１００が「時速１０マイル（ＭＰＨ）」のような速度閾値未満の速度で移動していることを検出することができる。車両１００が「１０ＭＰＨ」未満の速度で移動していることの検出に応答して、装置１４０は、ファン２７０を初期位置２７２と異なる位置に移動させるようにアクチュエータを制御することができる。例えば、車両１００がアイドリングしても、「１０ＭＰＨ」未満の速度で移動しても、ファン２７０が空気１６０の収集を容易にするように、装置１４０は、ファン２７０を入口２１２の断面積の中心の近くの位置に移動するようにアクチュエータを制御してよい。いくつかの実施例では、装置１４０は、加熱素子２３０の内部の冷媒の温度を検出するように構成することができる。ファン２７０が吸気構造１２０の内部の冷却を容易にするように、加熱素子２３０の内部の冷媒の温度が特定の温度閾値を超えることに応答して、装置１４０は、アクチュエータを制御して、及び／又はファン２７０を初期位置２７２と異なる位置に移動させることができる。いくつかの実施例では、ファン２７０は、さらに、トンネル構造１３０の内部に位置し、同様に、第１の圧縮空気１６２の収集及びトンネル構造１３０の近くの冷媒の冷却を容易にすることができる。

以下により詳細に説明するように、加熱部材１０７の他の加熱素子に対する加熱素子２３０の配置は、空気１６０の流速をさらに増加させることができる。同様に、磁気部材１０５の他の磁気素子に対する磁気素子２２０の配置は、空気１６０の流速をさらに増加させることができる。

図３は、図３Ａ、図３Ｂ、図３Ｃ、図３Ｄ及び図３Ｅを含み、図１の車両１００と、気流部材１０６の側面斜視図と、図１のシステム１０１の側面斜視図と、図１のシステム１０１の正面断面図と、図１のシステム１０１の側面断面図をそれぞれ示し、本明細書に記載された少なくともいくつかの実施形態に従って構成された抵抗低減及び発電システムに関するさらなる詳細を有する。図３は、図１のシステム１００と実質的に同様であり、さらなる詳細を有する。図１の部材と同一の符号を付した図３の部材は、明瞭にするために再び説明しない。

図３Ｂを参照すると、トンネル構造１３０は、吸気構造１２０から第１の圧縮空気１６２を受け取ることができる。第１の圧縮空気１６２は、トンネル構造１３０の入口３１０からトンネル構造１３０に入り、トンネル構造１３０の出口３１２から出ることができる。図３Ｂに示す例では、入口３１０のサイズ又は断面積が出口３１２のサイズ又は断面積よりも大きくなるように、トンネル構造１３０の断面積は、気流方向１０９に沿って減少してよい。トンネル構造１３０が中空円錐台により画定される例では、入口３１０の直径３１１は出口３１２の直径３１３より大きくなり得る。入口３１０と出口３１２の断面積間の差により、入口３１０と出口３１２との間に圧力差を生成することができる。この例では、入口３１０の断面積が出口３１２の断面積よりも大きいので、入口３１０の圧力は、出口３１２の圧力よりも高くなり得る。入口３１０と出口３１２との間の圧力差により、第１の圧縮空気１６２は装置１４０に向かって気流方向１０９に流れることができる。

上記のように、磁気部材１０５の少なくとも一部は、気流部材１０６の少なくとも一部に配置されてよい。同様に、気流部材１０６の少なくとも一部は、加熱部材１０７の少なくとも一部に配置されてよい。図３Ｃ、３Ｄ及び図３Ｅに示す例では、磁気素子３２０、３２２、３２４は、トンネル構造１３０の少なくとも一部に配置され、トンネル構造１３０の少なくとも一部は、加熱素子３３０、３３２上に配置されてよい。磁気素子３２０、３２２、３２４は、それぞれ、磁気部材１０５（図３Ａに示す）の一部であってよく、加熱素子３３０、３３２は、加熱部材１０７（図３Ａに示す）の一部であってよい。図３Ｃを参照すると、加熱素子３３０、３３２は、それぞれ、トンネル構造１３０の底部の下方に位置してよい。いくつかの実施例では、加熱素子３３０、３３２は、加熱素子３３０、３３２がトンネル構造１３０の底部の少なくとも一部を取り囲むか、又は包囲するように湾曲してよい。加熱素子３３０、３３２によって提供される熱量は、湾曲した加熱素子３３０、３３２によって取り囲まれた部分の表面積と共に増加又は減少することができる。磁気素子３２０、３２２、３２４のそれぞれが、トンネル構造１３０の上部及び少なくとも１つの側面を取り囲むか、又は包囲するように、磁気素子３２０、３２２、３２４は、それぞれトンネル構造１３０の表面に位置してよい。いくつかの実施例では、磁気素子３２０が吸気構造１２０の出口２１２とトンネル構造１３０の入口３１０との接合部を取り囲むことができるように、磁気素子３２０は、吸気構造１２０の一部及びトンネル構造１３０の一部を取り囲んでよい。

図３Ｅを参照すると、磁気素子３２０は、磁気素子３２０のＮ極がトンネル構造１３０の内部から離れる方向に向けられるように配置されてよい。磁気素子２２０及び磁気素子３２０の配置に基づいて、図３Ｅに示すように、磁場２２２は、磁気素子２２０（吸気構造１２０上に配置してよい）からトンネル構造１３０の内部を通って磁気素子３２０に向かうことができる。磁場２２２の方向は、第１の圧縮空気１６２を気流方向１０９に流し、第１の圧縮空気１６２の流速を増加させるために、第１の圧縮空気１６２の粘度の低下を容易にし、その結果、第１の圧縮空気１６２の層流２６２を維持及び／又は改善することができる。

同様に、磁気素子３２２は、磁気素子３２２のＮ極がトンネル構造１３０の内部に向けられるように配置されてよい。磁気素子３２４は、磁気素子３２０のＮ極がトンネル構造１３０の内部から離れる方向に向けられるように配置されてよい。磁気素子３２２、３２４の配置に基づいて、図３Ｅに示すように、磁場３２６が生成され、磁気素子３２２からトンネル構造１３０の内部を通って磁気素子３２４に向けることができる。磁場３２６の方向は、第１の圧縮空気１６２を気流方向１０９に流し、第１の圧縮空気１６２の流速を増加させるために、第１の圧縮空気１６２の粘度の低下を容易にし、その結果、第１の圧縮空気１６２の層流２６２を維持及び／又は改善することができる。さらに以下に説明するように、異なる磁気素子の配置は、空気１６０及び／又は第１の圧縮空気１６２を装置１４０に向かって駆動するために、吸気構造１２０及び／又はトンネル構造１３０の内部に沿った圧力差の生成を容易にすることができる。いくつかの実施例では、追加の磁気素子は、吸気構造１２０及び／又はトンネル構造１３０に結合されてもよいし、任意に配置されてもよい。

図３Ｃ及び図３Ｅを参照すると、加熱素子３３０、３３２は、冷却システム１０４の１つ又は複数のラジエータ又は車両１００の部材に接続された熱交換管を含み得る。加熱された冷媒流体は、ラジエータ又は部材から加熱素子３３０、３３２に流れることができる。加熱素子３３０、３３２は、加熱された冷媒流体から熱３３１、３３３を伝導することにより、トンネル構造１３０の内部に熱３３１、３３３を提供することができる。トンネル構造１３０の内部に熱３３１、３３３を提供した結果として、加熱素子３３０、３３２を通って流れて加熱された冷媒流体の温度は、気流方向１０９に沿って低下し得る。いくつかの実施例では、加熱素子３３０、３３２は、それぞれ、モータ１０２、電池１０３、車両１００の変速機、車両１００の内燃機関などの車両１００の１つ又は複数の部材に隣接し得る。加熱素子３３０、３３２がそれぞれ車両１００の部材に隣接する例では、加熱素子３３０、３３２内の冷媒流体は、部材から熱を受けて加熱素子３３０、３３２内の冷媒流体の温度を上昇させることができる。気流方向１０９に沿って加熱素子３３０、３３２内の冷媒流体の温度が低下した結果として、加熱素子３３０、３３２は、１つ又は複数の部材の冷却を容易にすることができる。

いくつかの実施例では、加熱素子３３２が加熱された冷媒流体を受け取る前に加熱素子３３０が加熱された冷媒流体を受け取ることができるように、加熱素子３３０、３３２を互いに接続してよい。加熱素子３３０、３３２が互いに接続される例では、加熱素子３３０によって提供される熱３３１の温度は、加熱素子３３２によって提供される熱３３３の温度よりも高くなり得る。熱３３１が熱３３３よりも高い温度であるので、熱３３１は、熱３３３よりも効果的に第１の圧縮空気１６２の粘度を低下させることができる。熱３３１、３３３の間の温度差は、第１の圧縮空気１６２を気流方向１０９に流し、第１の圧縮空気１６２の流速を増加させることができ、その結果、第１の圧縮空気１６２の層流２６２を維持及び／又は改善することができる。いくつかの実施例では、熱２３２、３３１、３３３は、吸気構造１２０及び／又はトンネル構造１３０の内部の温度を上昇させることもできる。内部温度の上昇は、第１の圧縮空気１６２の空気分子と吸気構造１２０及びトンネル構造１３０の内部の表面分子との間の引力を低減し得る。低減された引力は、空気１６０の空気分子と吸気構造１２０及びトンネル構造１３０の内部の内壁との間の摩擦の低減を引き起こし、第１の圧縮空気１６２の流速及び層流の増加につながる可能性がある。

磁場２２２、３２６及び熱３３１、３３３を加えた結果として、入口３１０での第１の圧縮空気１６２の流速は、出口３１２での第２の圧縮空気１６４の流速よりも低くなり得る。気流方向１０９に沿って第１の圧縮空気１６２の流速が増加するとき、トンネル構造１３０の内部の気流方向１０９に沿った圧力は、ベンチュリ効果のような流体力学の原理に基づいて減少し得る。以下により詳細に説明するように、第１の圧縮空気１６２を気流方向１０９に沿って速く流した結果として、第２の圧縮空気１６４の流速の増加は、装置１４０の効率の向上を容易にすることができる。

図４は、本明細書に記載された少なくともいくつかの実施形態に従って配置された抵抗低減及び発電システムの装置に係るさらなる詳細を有する図１の例示的なシステム１０１を示す。図４は、図１のシステム１０１と実質的に同様であり、さらなる詳細を有する。図１の部材と同一の符号を付した図４の部材は、明瞭にするために再び説明しない。

図４に示すように、装置１４０は、制御ユニット１４２及び風力タービン１５０を含み得る。風力タービン１５０は、第２の圧縮空気１６４の少なくとも一部をエネルギー１７０に変換するように構成することができる。風力タービン１５０は、少なくとも、ロータ４１０、シャフト４１２、シャフト４１３、ギヤボックス４１６、及び／又は発電機４２０を含み得る。ロータ４１０は、１つ又は複数のブレード４１１を含み、ロータ４１０は、シャフト４１２に隣接し得る。シャフト４１２は、ギヤボックス４１６に隣接し、ギヤボックス４１６は、１つ又は複数のギヤ４１７ａ、４１７ｂを含み、各ギヤは、それぞれのサイズを有する。ギヤボックス４１６は、シャフト４１３に隣接し、シャフト４１３は、発電機４２０に隣接し得る。図示の例では、シャフト４１２は、ギヤ４１７ａに隣接し、シャフト４１３は、ギヤ４１７ｂに隣接し得る。いくつかの実施例では、風力タービン１５０は、ヨーモータ、ブレーキ、風向計などの追加の部材を含み得る。

図４に示す例では、装置１４０又は風力タービン１５０は、トンネル構造１３０から第２の圧縮空気１６４を受け取ることができる。第２の圧縮空気１６４は、ブレード４１１に力を加えて、ロータ４１０を回転方向４１４に回転させることができる。ロータ４１０が回転方向４１４に回転することに応じて、シャフト４１２も回転方向４１４に回転することができる。シャフト４１２の回転により、ギヤ４１７ａは第１の回転速度で回転し、かつシャフト４１２と同じ方向に回転することができる。ギヤ４１７ａは、ギヤ４１７ｂと連係し、ギヤ４１７ａの回転によりギヤ４１７ｂは回転方向４１４と反対の回転方向に回転することができる。図４に示す例では、ギヤ４１７ｂが４１７ａの第１の回転速度よりも高い第２の回転速度で回転するように、ギヤ４１７ａは、ギヤ４１７ｂよりも大きくてよい。ギヤ４１７ｂの回転により、シャフト４１３は、ギヤ４１７ｂと同じ回転方向に回転し、かつシャフト４１２の回転速度よりも高い速度で回転することができる。シャフト４１３の回転により、発電機４２０は、シャフト４１３と共に回転し、発電機４２０の回転はエネルギー１７０を生成することができる。

発電機４２０又は風力タービン１５０は、１つ又は複数のワイヤ４２２を介して、車両１００の１つ又は複数の部材にエネルギー１７０を分配することができる。一実施例では、風力タービン１５０は、電池１０３を充電するために、車両１００の電池１０３にエネルギー１７０を分配することができる。別の例では、風力タービン１５０は、冷却システム１０４の空調ユニットなどのユニットに電力を供給するために、冷却システム１０４にエネルギー１７０を分配することができる。別の例では、風力タービン１５０は、磁気部材１０５の電磁石に電流を供給するために、磁気部材１０５にエネルギー１７０を分配して、磁気部材１０５が磁場を生成するようにしてもよい。エネルギー１７０は、車両１００の照明システム、ラジオ、又は様々な電子部品に電力を供給するために、車両１００内に分配されてもよい。

制御ユニット１４２は、互いに通信するように構成されたプロセッサ４３０、メモリ４３２、及び／又は１つ又は複数のセンサ４３４を含み得る。プロセッサ４３０は、センサ４３４及び／又は風力タービン１５０の操作を制御するように構成することができる。プロセッサ４３０は、さらに、メモリ４３２に記憶されたデータを管理するように構成され、メモリ４３２は、風力タービン１５０に関するデータを記憶するのに有効なデータベース４３６を含み得る。制御ユニット１４２が第２の圧縮空気１６４を管理するように、センサ４３４は、風力タービン１５０の性能を検出するのに有効な１つ又は複数の感知機構を含み得る。いくつかの実施例では、制御ユニット１４２は、車両１００に関連付けられた温度センサ、タコメータ（１分当たりの回転数指示計など）、湿度センサ、コンピュータ、エンジン制御ユニット、車体制御モジュールなどの部材と通信するように構成することができ、その結果、制御ユニット１４２と部材との間でデータを交換して、システム１０１の実装を容易にすることができる。

一実施例では、センサ４３４は、第２の圧縮空気１６４の速度を測定するように構成された風速計を含み得る。プロセッサ４３０は、センサ４３４によって検出された第２の圧縮空気１６４の速度を取り出し、様々な時間及び状況で第２の圧縮空気１６４の速度をメモリ４３２のデータベース４３６内に記録するように構成することができる。センサ４３４は、風力タービン１５０によって生成されたエネルギー１７０に関連するエネルギーの量を測定するように構成されたエネルギーセンサをさらに含み得る。プロセッサ４３０は、風力タービン１５０によって生成されたエネルギーの量を取り出し、様々な時間及び状況でエネルギーの量１７０をメモリ４３２のデータベース４３６に記録するように構成することができる。一実施例では、プロセッサ４３０は、風力タービン１５０の効率を評価するために、第２の圧縮空気１６４の速度及び／又は風力タービン１５０によって生成されたエネルギーの量を比較及び／又は評価するように構成することができる。プロセッサ４３０は、さらに、第２の圧縮空気１６４の速度に基づいて、ロータ４１０の回転速度を決定するように構成することができる。プロセッサ４３０は、ロータ４１０の回転速度が閾値を超えているか否かを判定することができる。ロータ４１０の回転速度が閾値を超えている場合、プロセッサ４３０は、第２の圧縮空気１６４が排気１６６として排出されるように、車両１００の排気管４０２を通る空気１６０の少なくとも一部の排出を容易にすることができる。風力タービン１５０がブレーキを含む例では、回転子４１０の回転速度が閾値を超えている場合、プロセッサ４３０は、ロータ４１０の回転を終了又は減速するためにブレーキを作動させる信号又はコマンドを生成し、排気管４０２を通る第２の圧縮空気１６４の排出を容易にすることができる。いくつかの実施例では、制御ユニット１４２は、内燃機関内の空気と燃料との混合物の空燃比を検出する機構を含み、空燃比の評価に基づいて第２の圧縮空気１６４の量を調整してよい。さらに以下に説明するように、コントローラ１４２は、第２の圧縮空気１６４を調整するために、排気管４０２に加えて他の部材を制御するように構成することができる。

図５は、本明細書に記載された少なくともいくつかの実施形態に従って配置された抵抗低減及び発電システムの装置に係るさらなる詳細を有する図１の例示的なシステム１０１を示す。図５は、図１のシステム１０１と実質的に同様であり、さらなる詳細を有する。図１の部材と同一の符号を付した図５の部材は、明瞭にするために再び説明しない。

上記のように、気流方向１０９に沿った２つの点の間の温度差は、圧力差のために、空気１６０、第１の圧縮空気１６２、及び／又は第２の圧縮空気１６４を、装置１４０に向かって駆動することができる。図５に示す例では、加熱素子２３０によって提供される熱の温度５１０は、加熱素子３３０によって提供される熱の温度５１２よりも高くなり得る。温度５１０が温度５１２よりも高い結果として、空気１６０は、温度５１０、５１２の間の差によって生成された圧力差に基づいて、吸気構造１２０からトンネル構造１３０に向かって駆動され得る。同様に、加熱素子３３０によって提供される熱の温度５１２は、加熱素子３３２によって提供される熱の温度５１４よりも高くなり得る。温度５１２が温度５１４よりも高い結果として、第１の圧縮空気１６２は、温度５１２、５１４の間の差によって生成された圧力差に基づいて、トンネル構造１３０から装置１４０に向かって駆動され得る。

上記のように、冷媒流体は、加熱素子２３０、３３０、３３２内を流れることができる。一実施例では、加熱素子２３０は、車両１００の１つ又は複数のラジエータから冷媒流体を受け取ることができる。冷媒流体は、加熱素子２３０から加熱素子３３０へ流れ、さらに、加熱素子３３０から加熱素子３３２へ流れることができる。図５の例に示すように、温度５１４は、温度５１２よりも低く、温度５１２は、温度５１０より低くなる可能性がある。温度５１４が温度５１０、５１２、５１４のうちで最も低い温度であるので、加熱素子３３２によって提供される温度５１４の熱は、モータ１０２、電池１０３などの車両１００の部材の冷却源として使用することができる。いくつかの実施例では、車両１００は、ラジエータを含まなくてもよく、加熱素子内の冷媒流体は、車両１００の部材によって加熱され得る。車両１００がラジエータを含まない例では、冷却システム１０４は、加熱素子２３０、３３０、３３２、吸気構造１２０、トンネル構造１３０、及び／又は吸気構造１２０に関連付けられた１つ又は複数のファンの組み合わせによって実施されてよく（上記図２に示す）、それによって該組み合わせは、車両１００の部材を冷却するのに有効なシステムとして機能することができる。

上記のように、空気１６０、第１の圧縮空気１６２、及び／又は第２の圧縮空気１６４を装置１４０に向かって駆動するために、異なる磁気部材の配置は、吸気構造１２０及び／又はトンネル構造１３０に沿った点の間の圧力差の生成を容易にすることができる。図５に示す例では、磁気素子２２０、３２０、３２２、３２４の磁気強度のうちで、磁気素子２２０の磁気強度が最も弱い可能性がある。磁気素子２２０、３２０、３２２、３２４の磁気強度のうちで、磁気素子３２４の磁気強度が最も強い可能性がある。吸気構造１２０及び／又はトンネル構造１３０内の圧力が気流方向１０９に沿って減少するように、磁気素子２２０、３２４、３２２、３２４の磁気強度は、気流方向１０９に沿って増加してよい。圧力が気流方向１０９に沿って減少した結果として、空気１６０、第１の圧縮空気１６２、及び／又は第２の圧縮空気１６４は、装置１４０に向かって駆動され得る。いくつかの実施例では、磁気素子２２０、３２０、３２２、３２４の位置は、図５に示す例と異なってよい。例えば、磁気素子３２０は、吸気構造１２０とトンネル構造１３０との接合部に位置してもよい。

いくつかの実施例では、システム１０１は、さらに、吸気口５２０及び吸気口５２２などの追加の吸気口を含み得る。車両１００がアイドリングしている例では、システム１０１が十分な量の流入空気で作動するように、吸気構造１２０に加えて、吸気口５２０、５２２も空気１６０を受け取ることができる。いくつかの実施例では、システム１０１は、さらに、通気孔５３０などの１つ又は複数の通気孔を含み得る。通気孔５３０は、トンネル構造１３０の表面に画定された開口部であってよく、ゲート又はフラップなどの電子的又は機械的に制御されたドアを含んでよい。通気孔５３０は、装置１４０の制御ユニット１４２によって制御される。上記のように、制御ユニット１４２は、第２の圧縮空気１６４が排気１６６として排出されるように、排気管４０２を通る第２の圧縮空気１６４の一部の排出を制御することができる。制御ユニット１４２は、さらに、制御ユニット１４２が上記の状況で風力タービン１５０を制御する必要がある状況において、通気孔５３０を通る排気１６６の排出を制御するように構成することができる。例えば、制御部１４２によって検出された空燃比により空気が多量であることを示す場合、制御ユニット１４２は、適切な空燃比を維持するために、通気孔５３０を作動させ、例えば、通気孔５３０のゲートを開くことにより、第２の圧縮空気１６４を排気として排出する。

本発明に係るシステムは、運動中の車両の抵抗を低減することにより、車両性能を改善することができる。本発明に係るシステムは、また、スペースを浪費しないように、電気自動車のシャーシ内の利用可能なスペースを利用することができる。本発明に係るシステムは、また、車両の抵抗を低減し、流入空気をエネルギーに変換して、車両のエネルギー効率を高めることができる。例えば、上記磁気素子を使用することにより、本発明に係るシステムによって受け取られた空気は、風力タービンの効率を改善することができるように、より速い速度で風力タービンに向かって駆動され得る。同様に、上記加熱素子を使用することにより、本発明に係るシステムによって受け取られた空気は、風力タービンの効率を改善することができるように、より速い速度で風力タービンに向かって駆動され得る。さらに、熱に関連するエネルギーを再利用するように、上記加熱素子は、車両の他の部分から提供される熱を利用することができる。

図６は、本明細書に提示された少なくともいくつかの実施形態に従って配置された車両の抵抗低減及び発電システムを実施する例示的なプロセスのフローチャートを示す。図６のプロセスは、例えば、上記システム１０１を使用して実施する。例示的なプロセスは、ブロックＳ２、Ｓ４、Ｓ６、Ｓ８、Ｓ１０、Ｓ１２及び／又はＳ１４のうちの１つ又は複数によって示される１つ又は複数の操作、作動、又は機能を含み得る。個別のブロックとして図示されるが、様々なブロックは、所望の実施に応じて、追加のブロックに分割されてよく、より少ないブロックに結合されてもよく、又は除去されてもよい。

プロセスは、ブロックＳ２「第１の速度で吸気構造の第１の入口に向けられた空気を受け取る」から開始してよい。ブロックＳ２では、車両は、第１の速度で吸気構造の第１の入口に向けられた空気を受け取ることができる。吸気構造は、車両のシャーシ上に配置されてよい。吸気構造は、第１の入口及び第１の出口を含み、第１の入口の第１のサイズは、第１の出口の第２のサイズよりも大きくなり得る。吸気構造は、非直線状に湾曲してよい。

プロセスは、ブロックＳ２からブロックＳ４「受け取った空気を第１の圧縮空気に圧縮する」に続いてよい。ブロックＳ４では、車両は、受け取った空気を第１の圧縮空気に圧縮することができる。第１の入口の第１のサイズと第１の出口の第２のサイズとの間の第１の差は、受け取った空気を第１の圧縮空気に圧縮するのに有効であり得る。第１の圧縮空気の第２の速度は、受け取った空気の第１の速度よりも大きくなり得る。第１の入口の第１のサイズと第１の出口の第２のサイズとの間の第１の差は、さらに、第２の速度を第１の速度よりも大きくするのに有効であり得る。いくつかの実施例では、車両は、１つ又は複数の磁場を生成する。車両は、受け取った空気に１つ又は複数の磁場を印加して、受け取った空気の第１の速度を増加させることができる。いくつかの実施例では、車両は、さらに、気流部材で受け取った空気に第１の温度の熱を加えて、受け取った空気の流速を増加させることができる。

プロセスは、ブロックＳ４からブロックＳ６「第１の圧縮空気を吸気構造からトンネル構造に流す」に続いてよい。ブロックＳ６では、車両は、第１の圧縮空気を吸気構造からトンネル構造に流す。トンネル構造は、吸気構造に隣接し得る。トンネル構造は、第２の入口及び第２の出口を含み得る。トンネル構造は、車両のシャーシ上に配置されてよい。トンネル構造は、直線状に湾曲してよい。第２の入口の第３のサイズは、第２の出口の第４のサイズよりも大きくなり得る。

プロセスは、ブロックＳ６からブロックＳ８「第１の圧縮空気を第２の圧縮空気に圧縮する」に続いてよい。ブロックＳ８では、車両は、第１の圧縮空気を第２の圧縮空気に圧縮することができる。第２の入口の第３のサイズと第２の出口の第４のサイズとの間の第２の差は、第１の圧縮空気を第２の圧縮空気に圧縮するのに有効であり得る。第２の圧縮空気の第３の速度は、第１の圧縮空気の第２の速度よりも大きくなり得る。第２の入口の第３のサイズと第２の出口の第４のサイズとの間の第２の差は、第３の速度を第２の速度よりも大きくさせるのにさらに有効であり得る。いくつかの実施例では、車両は、第１の圧縮空気に１つ又は複数の磁場を印加して、第１の圧縮空気の第２の速度を増加させることができる。いくつかの実施例では、車両は、さらに、第２の温度の熱を第１の圧縮空気に加えて、第１の圧縮空気の第２の速度を増加させることができる。

プロセスは、ブロックＳ８からブロックＳ１０「第１の圧縮空気をトンネル構造からエネルギー発生装置に流す」に続いてよい。ブロックＳ１０では、車両は、第１の圧縮空気をトンネル構造からエネルギー発生装置に流すことができる。エネルギー発生装置は、トンネル構造と連通するように構成することができる。

プロセスは、ブロックＳ１０からブロックＳ１２「第２の圧縮空気の第１の部分をエネルギーに変換する」に続いてよい。ブロックＳ１２では、車両は、第２の圧縮空気の第１の部分をエネルギーに変換することができる。

プロセスは、ブロックＳ１２からブロックＳ１４「第２の圧縮空気の第２の部分の排出を制御する」に続いてよい。ブロックＳ１４では、車両は、第２の圧縮空気の第２の部分の排出を制御することができる。いくつかの実施例では、車両は、エネルギーを車両の電池に伝送することができる。

様々な態様及び実施形態が本明細書に開示されるが、他の態様及び実施形態は、当業者には明らかである。本明細書に開示された様々な態様及び実施形態は、例示するためのものであり、限定するためのものでなはく、本発明の真の範囲及び趣旨は、添付の特許請求の範囲に示される。

Claims (23)

1. 第１の入口及び第１の出口を含み、第１の速度で前記第１の入口に向けられた空気を受け取るのに有効であり、前記第１の入口から前記第１の出口にかけて上から見た側面の輪郭がボウル形の漏斗の側面のように湾曲し、前記第１の入口の第１のサイズが前記第１の出口の第２のサイズよりも大きく、前記第１のサイズと前記第２のサイズとの間の第１の差が受け取った空気を第２の速度の第１の圧縮空気に圧縮するのに有効であり、前記第１のサイズと前記第２のサイズとの間の前記第１の差が前記第２の速度を前記第１の速度よりも大きくさせるのにさらに有効である吸気構造と、
   前記吸気構造に隣接し、第２の入口及び第２の出口を含み、前記第２の入口から前記第２の出口への断面が直線状に先細りになり、前記第２の速度で前記吸気構造から前記第１の圧縮空気を受け取るのに有効であり、前記第２の入口の第３のサイズが前記第２の出口の第４のサイズよりも大きく、前記第３のサイズと前記第４のサイズとの間の第２の差が前記第１の圧縮空気を第３の速度の第２の圧縮空気に圧縮するのに有効であり、前記第３のサイズと前記第４のサイズとの間の前記第２の差が前記第３の速度を前記第２の速度よりも大きくさせるのにさらに有効であるトンネル構造と、
   前記トンネル構造と連通するように構成された、風力タービンを含むエネルギー発生装置と、
   を含むシステムであって、
   前記エネルギー発生装置が、
   前記トンネル構造から前記第２の圧縮空気を受け取り、
   前記第２の圧縮空気の第１の部分を前記風力タービンによりエネルギーに変換し、
   前記第２の圧縮空気の第２の部分を前記風力タービンが受け取らないように排出を制御するように構成される、システム。
2. 前記吸気構造及び前記トンネル構造は、気流部材の一部であり、前記システムは、さらに、前記気流部材の少なくとも一部に配置された磁気部材を含み、
   前記磁気部材は、
   １つ又は複数の磁場を生成し、
   受け取った空気に前記１つ又は複数の磁場を印加して、受け取った空気の前記第１の速度を増加させ、
   前記第１の圧縮空気に前記１つ又は複数の磁場を印加して、前記第１の圧縮空気の前記第２の速度を増加させる
   のに有効である請求項１に記載のシステム。
3. さらに、加熱部材を含み、
   前記気流部材の少なくとも一部は、前記加熱部材上に配置され、
   前記加熱部材は、
   前記吸気構造の内部に第１の温度の熱を提供するのに有効であり、受け取った空気に前記第１の温度の前記熱を加えることは、受け取った空気の前記第１の速度を増加させるのに有効であり、
   前記トンネル構造の内部に第２の温度の熱を提供するのに有効であり、前記第１の圧縮空気に前記第２の温度の前記熱を加えることは、前記第１の圧縮空気の前記第２の速度を増加させるのに有効である請求項２に記載のシステム。
4. 前記磁気部材は、少なくとも、第１の磁気素子及び第２の磁気素子を含み、
   前記第１の磁気素子は、前記第１の磁気素子の第１のＮ極が第１の方向に向けられるように配置され、
   前記第２の磁気素子は、第２の磁気素子の第２のＮ極が前記第１の方向と異なる第２の方向に向けられるように配置され、
   前記第１及び第２の磁気素子の配置は、受け取った空気の前記第１の速度及び前記第１の圧縮空気の前記第２の速度の増加を容易にするのに有効である請求項２に記載のシステム。
5. 前記吸気構造及び前記トンネル構造は、気流部材の一部であり、前記システムは、さらに、加熱部材を含み、前記気流部材の少なくとも一部は、前記加熱部材上に配置され、
   前記加熱部材は、
   前記吸気構造の内部に第１の温度の熱を提供するのに有効であり、受け取った空気に前記第１の温度の前記熱を加えることは、受け取った空気の前記第１の速度を増加させるのに有効であり、
   前記トンネル構造の内部に第２の温度の熱を提供するのに有効であり、前記第１の圧縮空気に前記第２の温度の前記熱を加えることは、前記第１の圧縮空気の前記第２の速度を増加させるのに有効である請求項１に記載のシステム。
6. 前記加熱部材は、少なくとも、第１の加熱素子及び第２の加熱素子を含み、
   前記第１の加熱素子は、前記第１の温度の前記熱を提供するのに有効であり、
   前記第２の加熱素子は、前記第２の温度の前記熱を提供するのに有効であり、前記第１の温度は、前記第２の温度よりも高く、
   前記第１の温度と前記第２の温度との間の温度差は、受け取った空気の前記第１の速度及び前記第１の圧縮空気の前記第２の速度の増加を容易にするのに有効である請求項５に記載のシステム。
7. 前記風力タービンは、
   前記風力タービンの１つ又は複数の部材を回転させるのに有効である前記第２の圧縮空気を受け取るのに有効であり、
   前記風力タービンの前記１つ又は複数の部材の回転に基づいて、前記第２の圧縮空気の前記第１の部分をエネルギーに変換するのに有効である請求項１に記載のシステム。
8. 前記吸気構造内又は前記トンネル構造内の第１の位置に位置し、空気の収集又は内部の冷却を容易にする少なくとも１つのファンと、
   前記少なくとも１つのファンに取り付けられた少なくとも１つのアクチュエータとをさらに含み、
   前記エネルギー発生装置が、さらに、
   車両の速度を検出し、
   前記車両の前記速度と速度の閾値とを比較し、
   前記車両の前記速度が前記速度の閾値未満であることに応答して、前記少なくとも１つのアクチュエータを制御して、前記少なくとも１つのファンを前記第１の位置と異なる、前記吸気構造内又は前記トンネル構造内の第２の位置に移動させる
   ように構成される請求項１に記載のシステム。
9. 前記吸気構造内又は前記トンネル構造内の第１の位置に位置し、空気の収集又は内部の冷却を容易にする少なくとも１つのファンと、
   前記少なくとも１つのファンに取り付けられた少なくとも１つのアクチュエータとをさらに含み、
   前記エネルギー発生装置が、さらに、
   加熱素子内の冷媒流体の温度を検出し、
   前記冷媒流体の前記温度と温度の閾値とを比較し、
   前記冷媒流体の前記温度が前記温度の閾値よりも高いことに応答して、前記少なくとも１つのアクチュエータを制御して、前記少なくとも１つのファンを前記第１の位置と異なる、前記吸気構造内又は前記トンネル構造内の第２の位置に移動させる
   ように構成される請求項１に記載のシステム。
10. さらに、前記トンネル構造に隣接し、前記第２の圧縮空気の第３の部分を受け取るように構成された内燃機関を含む請求項１に記載のシステム。
11. 前記トンネル構造は、さらに少なくとも１つの通気孔を含み、前記通気孔はゲートを含み、前記エネルギー発生装置が、さらに、
    前記トンネル構造から受け取った前記第２の圧縮空気の量を決定し、
    前記決定された量に基づいて、前記通気孔の前記ゲートを制御して前記第２の圧縮空気の前記第２の部分を排出する
    ように構成される請求項１に記載のシステム。
12. 電池と、
    前記電池と連絡するように構成されたモータと、
    フレーム、前記フレームに結合された一組の前輪、前記フレームに結合された一組の後輪、前記一組の前輪と前記一組の後輪の少なくとも一方に結合された変速機を含むシャーシと、
    第１の入口及び第１の出口を含み、前記シャーシの前記フレームの第１の部分に配置され、前記一組の前輪のうちの第１の車輪と第２の車輪との間に位置し、第１の速度で前記第１の入口に向けられた空気を受け取るのに有効であり、前記第１の入口から前記第１の出口にかけて上から見た側面の輪郭がボウル形の漏斗の側面のように湾曲し、前記第１の入口の第１のサイズは、前記第１の出口の第２のサイズよりも大きく、前記第１のサイズと前記第２のサイズとの間の第１の差は、受け取った空気を第２の速度の第１の圧縮空気に圧縮するのに有効であり、前記第１のサイズと前記第２のサイズとの間の前記第１の差は、前記第２の速度を前記第１の速度よりも大きくさせるのにさらに有効である吸気構造と、
    前記吸気構造に隣接し、第２の入口及び第２の出口を含み、前記シャーシの前記フレームの第２の部分に配置され、前記一組の前輪と前記一組の後輪との間に位置し、前記第２の入口から前記第２の出口への断面が直線状に先細りになり、前記第２の速度で前記吸気構造から前記第１の圧縮空気を受け取るのに有効であり、前記第２の入口の第３のサイズは、前記第２の出口の第４のサイズよりも大きく、前記第３のサイズと前記第４のサイズとの間の第２の差は、前記第１の圧縮空気を第３の速度の第２の圧縮空気に圧縮するのに有効であり、前記第３のサイズと前記第４のサイズとの間の前記第２の差は、前記第３の速度を前記第２の速度よりも大きくさせるのにさらに有効であるトンネル構造と、
    前記トンネル構造と連通するように構成された、風力タービンを含むエネルギー発生装置と、
    を含む車両であって、
    前記エネルギー発生装置が、
    前記トンネル構造から前記第２の圧縮空気を受け取り、
    前記第２の圧縮空気の第１の部分を前記風力タービンによりエネルギーに変換し、
    前記第２の圧縮空気の第２の部分を前記風力タービンが受け取らないように排出を制御するように構成される、車両。
13. 前記吸気構造及び前記トンネル構造は、気流部材の一部であり、前記車両は、さらに、前記気流部材の少なくとも一部に配置された磁気部材を含み、前記磁気部材は、
    １つ又は複数の磁場を生成し、
    受け取った空気に前記１つ又は複数の磁場を印加して、受け取った空気の前記第１の速度を増加させ、
    前記第１の圧縮空気に前記１つ又は複数の磁場を印加して、前記第１の圧縮空気の前記第２の速度を増加させるのに有効であり、
    前記磁気部材は、少なくとも、第１の磁気素子及び第２の磁気素子を含み、
    前記第１の磁気素子は、前記第１の磁気素子の第１のＮ極が第１の方向に向けられるように配置され、
    前記第２の磁気素子は、第２の磁気素子の第２のＮ極が前記第１の方向と異なる第２の方向に向けられるように配置され、
    前記第１及び第２の磁気素子の配置は、受け取った空気の前記第１の速度及び前記第１の圧縮空気の前記第２の速度の増加を容易にするのに有効である請求項１２に記載の車両。
14. さらに、加熱部材を含み、
    前記気流部材の少なくとも一部は、前記加熱部材上に配置され、
    前記加熱部材は、少なくとも、第１の加熱素子及び第２の加熱素子を含み、
    前記第１の加熱素子は、前記吸気構造の内部に第１の温度の熱を提供するのに有効であり、受け取った空気に前記第１の温度の前記熱を加えることは、受け取った空気の流速を増加させるのに有効であり、
    前記第２の加熱素子は、前記トンネル構造の内部に第２の温度の熱を提供するのに有効であり、前記第１の圧縮空気に前記第２の温度の前記熱を加えることは、前記第１の圧縮空気の前記第２の速度を増加させるのに有効であり、前記第１の温度は、前記第２の温度よりも高く、
    前記第１の温度と前記第２の温度との間の温度差は、受け取った空気の前記第１の速度及び前記第１の圧縮空気の前記第２の速度を増加させるのに有効である請求項１３に記載の車両。
15. さらに、加熱部材を含み、
    前記気流部材の少なくとも一部は、前記加熱部材上に配置され、
    前記加熱部材は、少なくとも、第１の加熱素子及び第２の加熱素子を含み、
    前記第１の加熱素子は、前記吸気構造の内部に第１の温度の熱を提供するのに有効であり、受け取った空気に前記第１の温度の前記熱を加えることは、受け取った空気の流速を増加させるのに有効であり、
    前記第２の加熱素子は、前記トンネル構造の内部に第２の温度の熱を提供するのに有効であり、前記第１の圧縮空気に前記第２の温度の前記熱を加えることは、前記第１の圧縮空気の前記第２の速度を増加させるのに有効であり、前記第１の温度は、前記第２の温度よりも高く、
    前記第１の温度と前記第２の温度との間の温度差は、受け取った空気の前記第１の速度及び前記第１の圧縮空気の前記第２の速度を増加させるのに有効である請求項１２に記載の車両。
16. 前記第１の加熱素子は、車両の１つ又は複数の部材に隣接し、前記１つ又は複数の部材は、少なくとも、前記電池、前記モータ及び前記変速機を含み、
    前記第２の加熱素子は、前記１つ又は複数の部材に隣接し、
    前記第１の温度の前記熱は、前記１つ又は複数の部材から前記第１の加熱素子で受け取られ、
    前記第２の温度の前記熱は、前記第２の加熱素子から前記１つ又は複数の部材に伝送され、前記第２の温度の前記熱は、前記第１の温度が前記第２の温度よりも高いことに基づいて、前記１つ又は複数の部材の冷却を容易にするのに有効である請求項１２に記載の車両。
17. 前記風力タービンは、
    前記風力タービンの１つ又は複数の部材を回転させるのに有効である前記第２の圧縮空気を受け取り、
    前記風力タービンの前記１つ又は複数の部材の回転に基づいて、前記第２の圧縮空気の前記第１の部分を前記エネルギーに変換し、
    前記エネルギーを前記車両の前記電池に伝送する
    のに有効である請求項１２に記載の車両。
18. 前記吸気構造内又は前記トンネル構造内の第１の位置に位置し、空気の収集又は内部の冷却を容易にする少なくとも１つのファンと、
    前記少なくとも１つのファンに取り付けられた少なくとも１つのアクチュエータとをさらに含み、
    前記エネルギー発生装置が、さらに、
    車両の速度を検出し、
    前記車両の前記速度と速度の閾値とを比較し、
    前記車両の前記速度が前記速度の閾値未満であることに応答して、前記少なくとも１つのアクチュエータを制御して、前記少なくとも１つのファンを前記第１の位置と異なる、前記吸気構造内又は前記トンネル構造内の第２の位置に移動させる
    ように構成される請求項１２に記載の車両。
19. 前記吸気構造内又は前記トンネル構造内の第１の位置に位置し、空気の収集又は内部の冷却を容易にする少なくとも１つのファンと、
    前記少なくとも１つのファンに取り付けられた少なくとも１つのアクチュエータとをさらに含み、
    前記エネルギー発生装置は、さらに、
    加熱素子内の冷媒流体の温度を検出し、
    前記冷媒流体の温度と温度の閾値とを比較し、
    前記冷媒流体の温度が温度の閾値よりも高いことに応答して、前記少なくとも１つのアクチュエータを制御して、前記少なくとも１つのファンを前記第１の位置と異なる第２の位置に運動するように構成される請求項１２に記載の車両。
20. 電気エネルギーを生成する方法であって、
    車両によって、第１の速度で吸気構造の第１の入口に向けられた空気を受け取り、前記吸気構造が前記車両のシャーシ上に配置され、前記吸気構造が第１の入口及び第１の出口を含み、前記吸気構造が前記第１の入口から前記第１の出口にかけて上から見た側面の輪郭がボウル形の漏斗の側面のように湾曲し、前記第１の入口の第１のサイズが前記第１の出口の第２のサイズよりも大きく、
    前記車両によって、受け取った空気を第１の圧縮空気に圧縮し、前記第１の入口の前記第１のサイズと前記第１の出口の前記第２のサイズとの間の第１の差が、受け取った空気を前記第１の圧縮空気に圧縮するのに有効であり、前記第１の圧縮空気の第２の速度が受け取った空気の前記第１の速度よりも大きく、前記第１の入口の前記第１のサイズと前記第１の出口の前記第２のサイズとの間の前記第１の差が、前記第２の速度を前記第１の速度よりも大きくさせるのにさらに有効であり、
    前記車両によって、前記第１の圧縮空気を前記吸気構造からトンネル構造に流し、前記トンネル構造が前記吸気構造に隣接し、前記トンネル構造が第２の入口及び第２の出口を含み、前記トンネル構造が前記車両の前記シャーシ上に配置され、前記トンネル構造の前記第２の入口から前記第２の出口への断面が直線状に先細りになり、前記第２の入口の第３のサイズが前記第２の出口の第４のサイズよりも大きく、
    前記車両によって、前記第１の圧縮空気を第２の圧縮空気に圧縮し、前記第２の入口の前記第３のサイズと前記第２の出口の前記第４のサイズとの間の第２の差が前記第１の圧縮空気を前記第２の圧縮空気に圧縮するのに有効であり、前記第２の圧縮空気の第３の速度が前記第１の圧縮空気の第２の速度よりも大きく、前記第２の入口の前記第３のサイズと前記第２の出口の前記第４のサイズとの間の前記第２の差が、前記第３の速度を前記第２の速度よりも大きくさせるのにさらに有効であり、
    前記車両によって、前記第１の圧縮空気を前記トンネル構造から、風力タービンを含むエネルギー発生装置に流し、前記エネルギー発生装置が前記トンネル構造と連通するように構成され、
    前記車両によって、前記第２の圧縮空気の第１の部分を前記風力タービンによりエネルギーに変換し、
    前記車両によって、前記第２の圧縮空気の第２の部分を前記風力タービンが受け取らないように排出を制御することを含む、方法。
21. １つ又は複数の磁場を生成し、
    受け取った空気に前記１つ又は複数の磁場を印加して、受け取った空気の前記第１の速度を増加させ、
    前記第１の圧縮空気に前記１つ又は複数の磁場を印加して、前記第１の圧縮空気の前記第２の速度を増加させることをさらに含む、請求項２０に記載の方法。
22. 気流部材で受け取った空気に第１の温度の熱を加えて、受け取った空気の流速を増加させ、
    前記第１の圧縮空気に第２の温度の熱を加えて、前記第１の圧縮空気の前記第２の速度を増加させることをさらに含む、請求項２１に記載の方法。
23. 気流部材で受け取った空気に第１の温度の熱を加えて、受け取った空気の流速を増加させ、
    前記第１の圧縮空気に第２の温度の熱を加えて、前記第１の圧縮空気の前記第２の速度を増加させることをさらに含む、請求項２０に記載の方法。

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