KR101294814B1 - aerodynamic drag reduction apparatus for high-speed train - Google Patents

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Abstract

본 발명은 열차 공기저항 저감장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 열차의 전부로 공기보다 밀도가 낮은 기체 또는 가열된 공기를 분사함으로써, 공기의 저항을 줄여주게 되어, 열차의 주행 효율을 높일 수 있는 열차 공기저항 저감장치에 관한 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 열차의 내부에 구비되는 저장탱크와, 열차의 전두부에 설치되는 분사부와, 상기 저장탱크에 수용된 기체를 상기 분사부로 공급하기 위한 펌프로 이루어지고, 상기 저장탱크에 수용되는 기체는 공기의 밀도보다 낮은 밀도를 가지는 기체인 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a device for reducing train air resistance, and more particularly, by injecting gas or heated air having a lower density than air to all trains, thereby reducing the resistance of air, thereby improving the running efficiency of the train. It relates to a train air resistance reduction device.
The present invention for achieving the above object consists of a storage tank provided in the interior of the train, an injection unit installed in the front head of the train, a pump for supplying the gas contained in the storage tank to the injection unit, the storage The gas contained in the tank is characterized in that the gas having a density lower than the density of the air.

Description

열차 공기저항 저감장치{aerodynamic drag reduction apparatus for high-speed train}Aerodynamic drag reduction apparatus for high-speed train

본 발명은 열차 공기저항 저감장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 열차의 전부로 공기보다 밀도가 낮은 기체 또는 가열된 공기를 분사함으로써, 공기의 저항을 줄여주게 되어, 열차의 주행 효율을 높일 수 있는 열차 공기저항 저감장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a device for reducing train air resistance, and more particularly, by injecting gas or heated air having a lower density than air to all trains, thereby reducing the resistance of air, thereby improving the running efficiency of the train. It relates to a train air resistance reduction device.

일반적으로 차량이 주행 시에는 도 1에 도시된 바와 같이 다양한 공기 저항력을 받게 되는데, 주로 정면의 저항력이 가장 크게 작용하며, 측면과 후면에서도 저항력이 발생하고, 이러한 공기 저항력은 속도가 빨라 질수록 저항력이 커지게 된다. Generally, when the vehicle is driven, various air resistances are received as shown in FIG. 1, and the front resistance is mainly the greatest, and the resistance occurs at the side and the rear, and the air resistance increases as the speed increases. Will become large.

또한, 정면의 저항력은 차량 전면의 수직면적이 클수록 차랑 전면에 작용되는 공기저항은 더 커지게 된다.In addition, the frontal resistance is the greater the air resistance applied to the front surface of the vehicle, the larger the vertical area of the front of the vehicle.

그렇기 때문에, 대부분의 차량은 유선형상으로 형성하여 정면에 작용하는 공기의 저항력을 줄여주게 되는데, 이렇게 차량의 형상만으로 공기의 저항을 줄이는 데에는 한게가 있다.Therefore, most vehicles are formed in a streamline shape to reduce the resistance of the air acting on the front, there is a limit in reducing the resistance of the air by only the shape of the vehicle.

그래서, 이러한 공기 저항을 감소시키기 위하여 도 2에 도시된 바와 같은 공개특허 제10-2009-0128952호에 기재된 기술이 개발되었는데, 그 기술적 특징은 차량의 전면에 설치되어 부딛히는 공기를 흡입 압축하기 위한 제1 공기압축 회전날개(10)와 차량의 전후로 연통하여 상기 흡입 압축된 공기를 차량의 후방으로 배출시키기 위한 고압 공기 배출덕트(20)와 상기 차량의 후면에 설치되어 상기 덕트(20)를 통해 배출되는 압축공기를 차량 후면의 저압부로 배출시키면서 상기 압축 공기를 이용하여 회전 에너지를 발생시키기 위한 제2 에너지 회수 회전날개(30) 및 상기 제1 공기압축 회전날개(10)와 연결되어 동력을 발생시키기위한 전동 모터(40)로 이루어진 것을 특징으로 한다.Thus, in order to reduce such air resistance, the technology described in JP-A-10-2009-0128952 as shown in FIG. The first air compression rotary blade 10 for communicating with the front and rear of the vehicle is installed on the rear of the vehicle and the high-pressure air discharge duct 20 for discharging the suction compressed air to the rear of the vehicle and the duct 20 Compressed air discharged through the low pressure portion on the rear of the vehicle while being connected to the second energy recovery rotary blade 30 and the first air compression rotary blade 10 for generating rotational energy using the compressed air to power It is characterized by consisting of an electric motor 40 for generating.

그러나, 공개특허 제10-2009-0128952호에 기재된 기술은 차량의 정면의 공기를 흡입하여 후방으로 배출함으로써, 정면에 적용되는 공기저항을 다소 저감시킬수는 있으나, 차량의 측면에 적용되는 공기의 저항을 줄일 수 없는 문제점이 있다.
However, the technique described in Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2009-0128952 sucks air from the front of the vehicle and discharges it to the rear so that the air resistance applied to the front can be somewhat reduced, but the resistance of the air applied to the side of the vehicle is reduced. There is a problem that can not be reduced.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 열차의 전두부에 공기보다 밀도가 낮은 기체 또는 가열된 공기를 분사함으로써, 밀도가 낮은 기체 또는 가열된 공기가 고속으로 주행하는 열차의 전체 면을 커버하도록 하여, 밀도가 높은 공기와의 접촉을 차단하게 되어, 공기저항을 줄여주는 열차 공기저항 저감장치를 제공하는 것이다.
The present invention has been made to solve the above problems, an object of the present invention is to inject a gas or heated air of lower density than air to the front of the train, so that the low-density gas or heated air travels at high speed By covering the entire surface of the train, to block the contact with dense air, to provide a train air resistance reduction device that reduces air resistance.

이러한 문제점을 해결하기 위한 본 발명은;SUMMARY OF THE INVENTION [0006]

열차의 내부에 구비되는 저장탱크와, 열차의 전두부에 설치되는 분사부와, 상기 저장탱크에 수용된 기체를 상기 분사부로 공급하기 위한 펌프로 이루어지는 것을 특징으로 한다.A storage tank provided inside the train, an injection unit provided in the front head of the train, and a pump for supplying the gas contained in the storage tank to the injection unit.

여기서, 상기 저장탱크에 수용되는 기체는 공기의 밀도보다 낮은 밀도를 가지는 기체인 것을 특징으로 한다.Here, the gas contained in the storage tank is characterized in that the gas having a density lower than the density of the air.

한편, 상기 저장탱크와 펌프 사이에는 가열부가 더 구비되는 것을 특징으로 한다.On the other hand, a heating unit is further provided between the storage tank and the pump.

또한, 상기 분사부는 열차의 전두부에 돌출 형성되거나 또는 열차의 전두부 내측에 형성되는 것을 특징으로 한다.In addition, the injection portion is formed to protrude on the front head of the train or formed inside the front head of the train.

그리고, 상기 열차의 전두부에는 반사부가 더 구비되는 것을 특징으로 한다.In addition, the front head of the train is characterized in that the reflection unit is further provided.

또한, 상기 반사부는 전부가 뾰족하고 후면은 평평한 형상으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
In addition, the reflector is characterized in that all of the point is made of a flat shape.

상기한 구성의 본 발명에 따르면, 열차의 전두부에 공기보다 밀도가 낮은 기체 또는 가열된 공기를 분사함으로써, 밀도가 낮은 기체 또는 가열된 공기가 고속으로 주행하는 열차의 전체 면을 커버하도록 하여, 밀도가 높은 공기와의 접촉을 차단하게 되어, 공기저항을 줄여주는 효과가 있다.
According to the present invention having the above-described configuration, by injecting gas or heated air having a lower density than air to the front head of the train, the low density gas or the heated air covers the entire surface of the train traveling at high speed, Blocks contact with high air, which reduces the air resistance.

도 1은 종래의 차량에 적용되는 공기 저항 생태를 보여주는 상태도이다.
도 2는 종래의 공기저항 저감장치의 개념도이다.
도 3은 본 발명에 따른 열차 공기저항 저감장치의 개념도이다.
도 4는 본 발명에 따른 열차 공기저항 저감장치의 블럭도이다.
도 5는 본 발명에 다른 열차 공기저항 저감장치의 다른 실시예에 따른 블럭도이다.
도 6은 본 발명에 따른 열차 공기저항 저감장치의 또 다른 실시예에 따른 개념도이다.1 is a state diagram showing an air resistance ecology applied to a conventional vehicle.
2 is a conceptual diagram of a conventional air resistance reduction apparatus.
3 is a conceptual diagram of a train air resistance reduction apparatus according to the present invention.
4 is a block diagram of a train air resistance reduction apparatus according to the present invention.
5 is a block diagram according to another embodiment of a train air resistance reduction apparatus according to the present invention.
6 is a conceptual diagram according to another embodiment of the train air resistance reduction apparatus according to the present invention.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 보다 상세하게 설명한다. 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다. 그리고, 본 발명은 다수의 상이한 형태로 구현될 수 있고, 기술된 실시 예에 한정되지 않음을 이해하여야 한다.
Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the present invention. The same reference numerals are used for the same constituent elements in the drawings and redundant explanations for the same constituent elements are omitted. It is to be understood that the present invention may be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein.

도 3은 본 발명에 따른 열차 공기저항 저감장치의 개념도이고, 도 4는 본 발명에 따른 열차 공기저항 저감장치의 블럭도이고, 도 5는 본 발명에 다른 열차 공기저항 저감장치의 다른 실시예에 따른 블럭도이고, 도 6은 본 발명에 따른 열차 공기저항 저감장치의 또 다른 실시예에 따른 개념도이다.
3 is a conceptual diagram of a train air resistance reduction device according to the present invention, Figure 4 is a block diagram of a train air resistance reduction device according to the present invention, Figure 5 is another embodiment of a train air resistance reduction device according to the present invention 6 is a conceptual diagram according to another embodiment of the train air resistance reduction apparatus according to the present invention.

본 발명은 열차 공기저항 저감장치에 관한 것으로 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 그 구성은 열차(100)의 내부에 구비되는 저장탱크(400)와 열차(100)의 전두부에 설치되는 분사부(200)와 상기 저장탱크(400)에 수용된 기체를 상기 분사부(200)로 공급하기 위한 펌프(300)로 이루어진다.The present invention relates to a train air resistance reduction apparatus as shown in Figures 3 and 4, the configuration is the injection tank installed in the storage tank 400 and the front head of the train 100 is provided inside the train 100 And a pump 300 for supplying the gas contained in the storage tank 400 to the injection unit 200.

여기서, 상기 저장탱크(400)에는 일반적인 공기보다 가볍고 밀도가 낮은 기체가 수용되는데, 상기 펌프(300)의 작용에 의해 상기 분사부(200)를 통하여 전방으로 분출되게 된다.Here, the storage tank 400 is a lighter and less dense gas than the general air is received, it is ejected to the front through the injection unit 200 by the action of the pump 300.

이렇게 주행중인 열차(100)의 전방으로 기체가 분사되면, 분사된 기체는 공기층에 의해 일정 이상 전방으로 이동하지 못하게 되지만, 주행중인 열차(100)는 분사된 기체를 지나 주행하게 되므로, 분사된 기체는 열차(100)의 표면을 따라 이동하게 되고, 상기 분사부(200)에서는 지속적으로 기체를 분사하게 되어, 주행중인 열차(100)의 표면 전체를 기체가 덮게 된다.When the gas is injected to the front of the running train 100 in this way, the injected gas is prevented from moving forward by more than a predetermined time by the air layer, but the running train 100 is traveling through the injected gas, so the injected gas Is moved along the surface of the train 100, the injection unit 200 is to continuously spray the gas, the gas is covered the entire surface of the running train 100.

그래서, 상기 주행중인 열차(100)의 표면에는 공기보다 밀도가 낮은 기체에 의해 기체막(G)이 형성됨으로써, 열차(100)는 밀도가 높은 공기와 직접적으로 접촉을 하지 않고, 밀도가 낮은 기체와 접촉하게 되므로, 열차(100)의 정면 뿐만 아니라 측부까지도 공기에 의한 저항이 줄어들게 되어, 동일한 동력을 사용하더라도 보다 용이하게 속도를 올릴 수 있어, 주행 효율을 높이게 된다.Thus, the gas film G is formed on the surface of the running train 100 by a gas having a lower density than air, so that the train 100 does not directly contact high density air and has a low density gas. Since it is in contact with the front, as well as the side of the train 100, the resistance by the air is reduced, it is possible to increase the speed more easily even using the same power, thereby increasing the running efficiency.

그리고, 상기 분사부(200)는 상기 열차(100)의 전두부에 돌출 형성되어, 열차(100)가 주행중에 기체를 전방으로 분사하게 되면, 열차(100)의 정면에 고르게 분사되게 되어 열차(100)의 표면을 고르게 커버하게 된다.In addition, the injection unit 200 is formed to protrude on the front head of the train 100, when the train 100 injects the gas forward while driving, train 100 is evenly sprayed on the front of the train 100 Cover the surface evenly).

한편, 본 발명의 다른 실시예로 도 5에 도시된 바와 같이, 열차(100)의 전두부에 형성된 분사부(200)를 통해서 저장탱크(400)의 내부에 수용된 기체를 열차(100)의 전방으로 분사하게 된다.On the other hand, as shown in Figure 5 as another embodiment of the present invention, the gas received in the interior of the storage tank 400 through the injection unit 200 formed in the front head of the train 100 to the front of the train 100 To be sprayed.

이때, 상기 저장탱크(400)의 내부에 수용된 기체는 전술한 바와 같은 공기보다 밀도가 낮은 기체를 사용할 수도 있지만, 이러한 기체는 가격이 저렴하다고 하더라도 지속적으로 사용하게 되면 상당한 비용이 발생하게 된다.At this time, the gas contained in the storage tank 400 may use a gas having a lower density than the air as described above, but even if the gas is cheap, it will generate a significant cost if used continuously.

그래서, 공기를 상기 저장탱크(400)에 수용하여 사용하게 되는데, 이때, 저장탱크(400)의 내부에 수용된 공기의 밀도를 낮추기 위하여 저장탱크(400)와 펌프(300) 사이에 가열부(500)를 구비하게 된다.Thus, the air is accommodated in the storage tank 400, and at this time, the heating unit 500 between the storage tank 400 and the pump 300 to lower the density of the air contained in the storage tank 400. ) Will be provided.

이렇게 상기 가열부(500)를 통하여 공기를 가열하게 되면 공기가 팽창하게 되어 밀도가 낮아지게 되므로, 가열된 공기를 상기 분사부(200)를 통하여 열차(100)의 전방으로 분사하게 되면, 가열된 밀도가 낮은 공기에 의해 열차(100)의 표면이 감싸지게 되어, 가열되지 않은 높은 밀도의 일반 공기가 직접 열차(100)의 표면과 접촉하지 않게 됨으로써, 공기의 저항이 줄어들게 된다.When the air is heated through the heating unit 500, the air expands and the density is lowered. Thus, when the heated air is sprayed to the front of the train 100 through the injection unit 200, the heated air is heated. The surface of the train 100 is surrounded by the low-density air, so that the non-heated high-density general air does not directly contact the surface of the train 100, thereby reducing the resistance of the air.

그래서, 상기 주행중인 열차(100)의 전방으로 가열된 공기를 분사하게 되면, 가열된 공기의 막에 의해 공기의 저항을 줄여주게 되어, 열차(100)의 주행 효율을 높여주게 된다.Thus, when the air heated in front of the running train 100 is injected, the resistance of the air is reduced by the film of the heated air, thereby increasing the running efficiency of the train 100.

한편, 본 발명의 또 다른 실시예로 도 6에 도시된 바와 같이, 열차(100)의 전두부에 분사부(200)를 설치하되, 분사부(200)를 전두부 내측에 삽입 설치하고, 전두부에는 별도로 분출공(110)을 형성하여, 분사부(200)를 통과한 기체를 열차(100)의 전방으로 분사하게 된다.On the other hand, as shown in Figure 6 as another embodiment of the present invention, while the injection unit 200 is installed on the front head of the train 100, the injection unit 200 is inserted into the front head and installed separately, the front head separately The injection hole 110 is formed to inject the gas passing through the injection unit 200 to the front of the train 100.

그리고, 상기 열차(100)의 전두부에는 별도의 반사부(120)가 형성되는데, 상기 반사부(120)는 전부가 뾰족하게 형성되고, 후면은 평평하게 형성되어, 상기 전두부에 형성된 분출공(110)을 통하여 분출된 기체가 상기 반사부(120)의 후면에 부딛혀 상하좌우로 퍼지게 되어 보다 용이하게 열차(100)의 표면을 커버하게 된다.
In addition, a separate reflecting part 120 is formed in the front head of the train 100, and the reflecting part 120 is formed in a sharp point and the rear surface is formed flat, and the ejection hole 110 formed in the front head part 110. The gas ejected through) spreads up, down, left and right by hitting the rear surface of the reflector 120 to more easily cover the surface of the train 100.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 실시 예와 실질적으로 균등한 범위에 있는 것까지 본 발명의 권리 범위가 미치는 것으로 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시가 가능한 것이다.
While the present invention has been described in connection with certain exemplary embodiments, it is to be understood that the scope of the present invention is not limited to the disclosed embodiments, It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.

본 발명은 열차 공기저항 저감장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 열차의 전부로 공기보다 밀도가 낮은 기체 또는 가열된 공기를 분사함으로써, 공기의 저항을 줄여주게 되어, 열차의 주행 효율을 높일 수 있는 열차 공기저항 저감장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a device for reducing train air resistance, and more particularly, by injecting gas or heated air having a lower density than air to all trains, thereby reducing the resistance of air, thereby improving the running efficiency of the train. It relates to a train air resistance reduction device.

100 : 열차 110 : 분출공
120 : 반사부 200 : 분사부
300 : 펌프 400 : 저장탱크
500 : 가열부 G : 기체층100: train 110: blowoff
120: reflecting unit 200: injection unit
300: pump 400: storage tank
500: heating part G: gas layer

Claims (6)

열차의 내부에 구비되는 저장탱크와,
열차의 전두부 내측에 형성되는 분사부와,
상기 저장탱크에 수용된 기체를 상기 분사부로 공급하기 위한 펌프와,
상기 저장탱크와 펌프 사이에 구비되는 가열부로 이루어지고,
상기 가열부에서 가열되어 밀도가 낮아진 공기를 분사부에서 분사하여, 밀도가 낮아진 공기가 열차의 표면 전체를 덮도록 하며,
상기 열차의 전두부에는 전부가 뾰족하고, 후면은 평평한 형상의 반사부가 더 구비되어 분사부에서 분출된 기체가 반사부의 후면에 부딛혀 상하좌우로 퍼지게 하는 것을 특징으로 하는 열차 공기저항 저감장치.
A storage tank provided inside the train,
An injection unit formed inside the frontal head of the train,
A pump for supplying the gas contained in the storage tank to the injection unit;
It consists of a heating unit provided between the storage tank and the pump,
Injecting the air having a low density by heating in the heating unit in the injection unit, the air having a low density to cover the entire surface of the train,
All of the front head of the train is pointed, the rear is further provided with a flat reflector portion of the train air resistance reduction device, characterized in that the gas ejected from the jetting portion spreads up, down, left and right by hitting the rear of the reflector.
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