KR101381872B1 - Plasma film for airflow control - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 공기 유동 제어를 위한 표면부착용 플라즈마 발생 필름에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는 물체 표면에 흐르는 고속공기의 흐름을 인위적으로 제어할 수 있는 플라즈마 발생장치를 매우 얇은 필름형태로 제작하여 공기 중에 노출된 물체 표면의 유동 흐름을 제어하는 표면부착용 플라즈마 발생 필름에 관한 것이다.
The present invention relates to a surface-attached plasma generating film for air flow control, and more particularly, to a plasma generating device that can artificially control the flow of high-speed air flowing on the surface of the object in the form of a very thin film exposed to the air It relates to a surface-attached plasma generating film for controlling the flow of the flow of the surface of the object.
일반적으로 플라즈마 발생 장치는 고전압을 각각 인가받도록 구성된 한 쌍 의 전극을 포함하여 구성되며, 한쌍의 전극들 사이를 유동하는 공기가 글로우 및 방전이 될 수 있도록 동작하여 플라즈마를 발생한다.In general, the plasma generating apparatus includes a pair of electrodes configured to receive high voltages, respectively, and operates to allow glow and discharge of air flowing between the pair of electrodes to generate plasma.
이와 같은 종래 일반적인 플라즈마 발생장치는 도 1에 도시된 바와 같이 유전체인 물체(1)를 기준으로 상부전극(10) 및 하부전극(20)으로 이루어지는 한 쌍의 전극이 비대칭으로 부착된다. As shown in FIG. 1, a pair of electrodes including the
즉, 상부전극(10)이 물체(1)의 표면(1a) 전방에 부착되어 외부 공기에 노출되며, 하부전극(20)이 물체(1)의 이면(1b) 후방에 부착된다. That is, the
따라서, 고전압 교류 전원이 전원부(30)로부터 공급되어 상부전극(10)에 고전압이 가해지면 상부전극(10)의 후미에서 플라즈마가 발생하게 되며, 그 발생한 플라즈마에 의해 상부전극(10)과 하부전극(20) 사이의 공기가 이온화되면서, 이온공기풍(W)이 발생한다.Therefore, when a high voltage AC power is supplied from the
이와 같은 이온공기풍은 물체(1)가 고속으로 이동하거나 회전하는 경우 발생할 수 있는 공기 저항이나 공력 소음을 줄일 수 있다.The ion air wind may reduce air resistance or aerodynamic noise that may occur when the
그런데 이와 같은 종래의 플라즈마 발생장치는 공기 저항이나 공력 소음을 줄이기 위해 주로 물체(1)의 표면부위에 부착하는 것으로, 상기 플라즈마 발생장치의 성능은 두 전극인 상부전극(10)과 하부전극(20)의 부착 간격에 따라 영향을 받는다. However, the conventional plasma generator is attached to the surface portion of the object (1) mainly to reduce air resistance or aerodynamic noise, the performance of the plasma generator is two electrodes, the
하지만, 플라즈마 발생장치가 부착되는 물체(1)의 두께가 균일하지 않은 경우가 대부분으로 물체(1)의 두께가 균일하지 않아 상부전극(10)과 하부전극(20)을 각각 일정한 간격으로 부착하기 어렵고, 물체(1)의 표면(1a)과 이면(1b)에 상부전극(10)과 하부전극(20)을 부착하더라도 부착 간격 역시 일정하게 부착하기 하기 어려운 문제점이 있다.However, in most cases, the thickness of the
또한, 상부전극(10)과 하부전극(20)을 물체(1) 표면(1a) 및 이면(1b)에 붙인다고 하더라고 두 전극에 고전압 교류 전원의 투입을 위한 배선 작업 역시 까다로운 문제점도 있다.
In addition, even though the
따라서, 본 발명은 이러한 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명은 물체 표면에 흐르는 고속공기의 흐름을 인위적으로 제어할 수 있는 플라즈마를 발생장치를 얇은 필름형태로 제작하여 이를 이용하여 공기 중에 노출된 물체 주변의 유동흐름을 제어할 수 있는 공기 유동 제어를 위한 표면부착용 플라즈마 발생 필름을 제공하는데 그 목적이 있다.Therefore, the present invention is to solve these problems, the present invention is to produce a plasma that can artificially control the flow of high-speed air flowing on the surface of the object in the form of a thin film of the generator device exposed to the air using the same It is an object of the present invention to provide a plasma generating film for attaching the surface for controlling the air flow that can control the flow of the surroundings.
또한, 본 발명은 물체의 표면에만 부착하고도 플라즈마 발생을 유도할 수 있어 그 설치가 용이하고, 물체의 표면 형상이나 두께에 상관없이 간단하게 부착하면서도 정밀하게 물체 주변의 유동 흐름을 제어할 수 있는 공기 유동 제어를 위한 표면부착용 플라즈마 발생 필름을 제공하는데 그 목적이 있다.In addition, the present invention can induce the generation of plasma even if only attached to the surface of the object is easy to install, and can easily control the flow of flow around the object precisely, regardless of the surface shape or thickness of the object It is an object of the present invention to provide a plasma generating film for attaching the surface for controlling the air flow.
아울러, 본 발명은 고속전철, 자동차, 항공기, 풍력발전기 등의 다양한 분야에 적용할 수 있는 표면부착용 플라즈마 발생 필름을 제공하는데 그 목적이 있다.
In addition, an object of the present invention is to provide a plasma generating film for surface attachment that can be applied to various fields such as high-speed train, automobile, aircraft, wind power generator.
이와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해 본 발명은; In order to solve such a technical problem,
베이스 필름의 상면과 하면에 상부전극 및 하부전극을 플라즈마 발생이 가능하도록 비대칭으로 부착하여서 이루어진 것을 특징으로 하는 공기 유동 제어를 위한 표면부착용 플라즈마 발생 필름을 제공한다.An upper surface and a lower surface of the base film provides a plasma generating film for the surface attachment for the air flow control, characterized in that the asymmetrical attachment to the upper electrode and the lower electrode to enable plasma generation.
이때, 상기 상부전극은 베이스 필름의 상면 전방에 부착되고, 하부전극은 상기 베이스 필름의 하면 후방에 부착되는 것을 특징으로 한다.In this case, the upper electrode is attached to the front of the upper surface of the base film, the lower electrode is characterized in that attached to the rear of the lower surface of the base film.
그리고, 상기 베이스 필름은 유전성 필름인 것을 특징으로 한다.And, the base film is characterized in that the dielectric film.
특히, 상기 유전성 필름은 폴리에틸렌(polyethylene) 또는 폴리스티렌(polystyrene) 중에 어느 하나의 재질로 이루어진 것을 특징으로 한다.In particular, the dielectric film is characterized by consisting of any one material of polyethylene (polyethylene) or polystyrene (polystyrene).
아울러, 상기 상부전극이 부착된 베이스 필름의 상부면에 보호필름이 더 부착된 것을 특징으로 한다.In addition, a protective film is further attached to an upper surface of the base film to which the upper electrode is attached.
또한, 상기 베이스필름은 물체의 표면에 접착제로 부착되는 것을 특징으로 한다.In addition, the base film is characterized in that the adhesive is attached to the surface of the object.
이때, 상기 물체의 표면은 고속전철의 후미부 또는 전두부 표면인 것을 특징으로 한다.At this time, the surface of the object is characterized in that the surface of the rear or front head of the high-speed train.
그리고, 상기 물체의 표면은 항공기의 날개 표면인 것을 특징으로 한다.And, the surface of the object is characterized in that the wing surface of the aircraft.
아울러, 상기 물체의 표면은 풍력발전기의 블레이드 표면인 것을 특징으로 한다.
In addition, the surface of the object is characterized in that the blade surface of the wind turbine.
본 발명에 따르면, 베이스 필름에 플라즈마가 발생하도록 상부전극 및 하부전극을 부착하여 플라즈마 발생 필름을 제조하여 물체의 표면에 직접 설치할 수 있어 플라즈마 발생 필름의 설치 또는 부착이 매우 간단하고, 유연한 재질의 유전체를 사용하므로 두 전극을 최고성능이 발휘할 수 있도록 위치시켜 사전에 제작함으로써 추후 원하는 위치에 자유로이 부착하여 사용할 수 있다. According to the present invention, a plasma generating film can be prepared by attaching an upper electrode and a lower electrode to generate a plasma on a base film, and can be directly installed on the surface of an object. Since the two electrodes are positioned in order to exhibit the best performance, they can be freely attached to the desired position later.
특히, 본 발명은 부드러운 곡면이나 이미 제작된 물체의 표면에도 본 발명품을 부착만 함으로써, 효과를 얻을 수 있어, 고속전철의 표면이나 항공기 날개 표면에 부착하면 공기저항이나 공력소음 등을 저감할 수 있고, 풍력발전기의 블레이드 표면에 부착하는 경우 양력을 증가시켜 발전 효율도 향상시킬 수 있다.
In particular, the present invention can be obtained by only attaching the present invention to a smooth curved surface or the surface of an already manufactured object, and when applied to the surface of a high-speed train or the surface of an aircraft wing, air resistance and aerodynamic noise can be reduced. In addition, when attached to the blade surface of the wind power generator can increase the lift force to improve the power generation efficiency.
도 1은 종래 일반적인 공기 유동 제어를 위한 플라즈마 발생 장치를 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 공기 유동 제어를 위한 표면부착용 플라즈마 발생 필름을 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 공기 유동 제어를 위한 표면부착용 플라즈마 발생 필름의 적용 예로서 고속전철의 후미부에 적용 전후 상태를 도시한 도면이다.
도 4 내지 도 6은 본 발명에 따른 공기 유동 제어를 위한 표면부착용 플라즈마 발생 필름의 다양한 적용 예들을 도시한 도면이다.1 is a view illustrating a plasma generating apparatus for controlling a conventional general air flow.
Figure 2 is a view showing for explaining a plasma generating film for the surface attachment for air flow control according to the present invention.
3 is a view showing a state before and after application to the rear portion of the high-speed train as an example of the application of the plasma generating film for the surface attachment for air flow control according to the present invention.
4 to 6 illustrate various application examples of the surface-attached plasma generating film for controlling air flow according to the present invention.
본 발명에 따른 공기 유동 제어를 위한 표면부착용 플라즈마 발생 필름을 첨부한 도면을 참고로 하여 이하 상세히 기술되는 실시 예에 의하여 그 특징을 이해할 수 있을 것이다.With reference to the accompanying drawings, the plasma generating film for attaching the surface for controlling the air flow according to the present invention will be understood by the embodiments described in detail below.
이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.Prior to this, terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary terms, and the inventor should appropriately interpret the concepts of the terms appropriately It should be interpreted in accordance with the meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the principle that it can be defined.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들은 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
Therefore, the embodiments described in the present specification and the configurations shown in the drawings are only the most preferred embodiments of the present invention, and not all of the technical ideas of the present invention are described. Therefore, It should be understood that various equivalents and modifications may be present.
도 2는 본 발명에 따른 공기 유동 제어를 위한 표면부착용 플라즈마 발생 필름을 설명하기 위해 도시한 도면이고 도 3은 본 발명에 따른 공기 유동 제어를 위한 표면부착용 플라즈마 발생 필름의 적용 예로서 고속전철의 후미부에 적용 전후 상태를 도시한 도면이고, 도 4 내지 도 6은 본 발명에 따른 공기 유동 제어를 위한 표면부착용 플라즈마 발생 필름의 다양한 적용 예들을 도시한 도면이다.2 is a view showing a surface-attached plasma generating film for air flow control according to the present invention and Figure 3 is an application example of the surface-attached plasma generating film for air flow control according to the present invention the tail of a high-
도 2에 의하면, 본 발명에 따른 공기 유동 제어를 위한 표면부착용 플라즈마 발생 필름(100)은 물체(1) 표면(1a)에 부착하는 경우 흐르는 고속 공기의 흐름을 인위적으로 제어할 수 있는 플라즈마를 발생하는 것으로 공기 중에 노출된 물체(1) 주변의 유동 흐름을 제어할 수 있어, 고속전철이나 자동차, 항공기 등의 고속운송체 주변의 공기 유동을 제어하여 공기저항 및 공력소음을 감소시키거나, 항공기 날개 및 풍력발전기의 블레이드 등의 양력 향상시킴으로써 항공기 및 풍력발전기의 운전 효율을 향상시킬 수 있다.
According to FIG. 2, the surface-attached plasma generating
이와 같은 본 발명에 따른 공기 유동 제어를 위한 표면부착용 플라즈마 발생 필름(100)은 베이스 필름(110)에 상면과 하면에 상부전극(120) 및 하부전극(130)을 플라즈마가 발생 가능하도록 비대칭으로 부착하여서 이루어진다.The surface-attached plasma generating
이때, 상부전극(120)이 베이스 필름(110)의 상면 전방에 부착되어 외부로 누출되고, 하부전극(130)이 베이스 필름(110)의 하면 후방에 부착된다.
In this case, the
이하 본 발명의 구조를 좀 더 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the structure of the present invention will be described in more detail.
상기 베이스 필름(110)은 폴리에틸렌(polyethylene) 또는 폴리스티렌(polystyrene) 등의 유전성 필름을 사용한다. 이때, 상기 베이스 필름(110)은 유연성을 갖는 유전성 필름을 사용함으로서, 본 발명에 따른 공기 유동 제어를 위한 표면부착용 플라즈마 발생 필름(100)을 부착하는 경우 물체(1)의 표면(1a)이 곡면으로 이루어지는 경우에도 용이하게 부착할 수 있다.The
이와 같은 베이스 필름(110)의 상면과 하면에는 상부전극(120)과 하부전극(130)이 비대칭으로 부착된다. 즉, 상부전극(120)이 베이스 필름(110)의 상면 전방에 부착되고, 하부전극(130)이 베이스 필름(110)의 하면 후방에 부착된다. The
따라서, 고전압 교류 전원이 전원부(101)로부터 공급되어 상부전극(120)에 고전압이 가해지면 상부전극(120)의 후미에서 플라즈마가 발생하게 되며, 그 발생한 플라즈마에 의해 상부전극(120)과 하부전극(130) 사이의 공기가 이온화되면서, 이온공기풍이 유도된다.Therefore, when a high voltage AC power is supplied from the
이와 같이 유도된 이온공기풍은 물체(1)가 고속으로 이동하거나 회전하는 경우 발생할 수 있는 공기 저항이나 공력 소음을 줄일 수 있다.The induced ion air wind may reduce air resistance or aerodynamic noise that may occur when the
한편, 상기 베이스 필름(110) 상부에 위치하는 상부전극(120)은 공기 중에 직접 노출되는 경우 공기와의 마찰로 인해 베이스 필름(110)과의 분리 또는 표면 마모 등의 발생 우려가 있다. On the other hand, the
따라서, 상기 상부전극(120)이 부착된 베이스 필름(110)의 상부면에 상기 베이스 필름(110)과 동일한 재질의 보호필름(140)을 부착하여 상부전극(120)이 공기 저항에 의해 분리되거나 마모되는 것을 방지한다.Therefore, the
이와 같이 제조된 본 발명에 따른 공기 유동 제어를 위한 표면부착용 플라즈마 발생 필름(100)은 베이스필름(110)의 하부에 접착제를 도포하여 부착하고자 하는 물체(1)의 표면(1a)에 부착할 수 있다.The plasma generating
즉, 본 발명에 따른 공기 유동 제어를 위한 표면부착용 플라즈마 발생 필름(100)을 물체(1)의 표면(1a)에만 부착하므로 설치 작업이 간단하고 정밀하게 공기 유동을 제어할 수 있게 된다.
That is, since the surface-attaching plasma generating
도 3은 본 발명에 따른 공기 유동 제어를 위한 표면부착용 플라즈마 발생 필름(100)을 고속 전철에 적용한 예를 도시한 도면이다. 이는 고속전철(2)의 후미부(또는 전두부)(2a)에 본 발명인 플라즈마 발생 필름(100)을 부착하기 전과 부착한 후의 공기 흐름 상태를 확인할 수 있다.3 is a view showing an example in which the surface-attached plasma generating
즉, 고속전철(2)의 후미부(또는 전두부)(2a)에 플라즈마 발생 필름(100)을 부착하기 전에는 고속전철(2)을 운행하면 고속전철의 후미부(또는 전두부)(2a)를 지나는 공기는 차량표면에서 떨어져 대와류를 발생시키면서 공기저항 또는 공력소음이 발생한다. That is, before the plasma generating
이에 대해, 고속전철(2)의 후미부(또는 전두부)(2a)에 플라즈마 발생 필름(100)을 부착하고 고속전철(2)을 운행하면 플라즈마 발생 필름(100)에서 발생한 플라즈마에 의해 고속전철(2)의 후미부(2a) 주변 유동에 모멘텀이 추가된다. On the contrary, when the plasma generating
이러한 작용으로 인해, 고속전철(2)의 후미부(2a) 주변 공기는 유동박리 없이 차량표면을 따라 흐를 수 있다. 이로 인해, 고속전철(2)의 공기저항을 저감할 수 있을 뿐만 아니라 공력소음 역시 줄일 수 있다.
Due to this action, the air around the
한편, 도 4 내지 도 6은 본 발명에 따른 공기 유동 제어를 위한 표면부착용 플라즈마 발생 필름의 다양한 적용 예들을 설명하기 위해 도시한 도면이다.Meanwhile, FIGS. 4 to 6 are diagrams for explaining various application examples of the surface-attaching plasma generating film for controlling air flow according to the present invention.
즉, 본 발명의 플라즈마 발생 필름(100)은 유연한 재질의 유전체를 이용하고 두 전극을 최고성능이 발휘할 수 있도록 위치시켜 사전에 제작한 공기 유동 제어를 위한 표면부착용 플라즈마 발생 필름(100)을 원하는 위치에 자유로이 부착하여 사용할 수 있어 상술한 고속 전철뿐만 아니라, 도 4에 도시된 항공기(3)의 날개(3a) 표면이나 도 5에 도시된 풍력발전기(4)의 블레이드(4a)에 부착할 경우 양력을 증가시켜 항공기(3)의 에너지 효율 및 풍력발전기(4)의 발전 효율을 향상시킬 수 있다. That is, the
이외에도 본 발명의 플라즈마 발생 필름(100)은 도 6에 도시된 바와 같이 냉각을 위해 구동되는 각종 냉각팬(5)용 날개(5a)에도 적용함으로써 공기저항을 줄여 냉각 효율을 높일 수 있다.In addition, the
이와 같이 다양한 분야의 물체표면 특히 부드러운 곡면이나 이미 제작된 물체의 표면에도 본 발명에 따른 플라즈마 발생 필름(100)을 부착만 함으로써 공기저항을 감소하는 효과를 얻을 수 있다.
As such, by simply attaching the
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 실시 예와 실질적으로 균등한 범위에 있는 것까지 본 발명의 권리범위가 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 what is presently considered to be preferred embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, 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.
1: 물체 2: 고속전철
2a: 후미부 3: 항공기
3a: 날개 4: 풍력발전기
4a: 블레이드 5: 냉각팬
5a: 날개 100: 플라즈마 발생 필름
110: 베이스 필름 120: 상부전극
130: 하부전극 140: 보호필름1: object 2: high speed train
2a: tail part 3: aircraft
3a: wing 4: wind turbine
4a: blade 5: cooling fan
5a: wing 100: plasma generating film
110: base film 120: upper electrode
130: lower electrode 140: protective film
Claims (9)
상기 상부전극은 베이스 필름의 상면 전방에 부착되고, 하부전극은 상기 베이스 필름의 하면 후방에 부착되고,
상기 상부전극이 부착된 베이스 필름의 상부면에 보호필름이 부착되며,
상기 베이스필름은 물체의 표면에 접착제로 부착되는 것을 특징으로 하는 공기 유동 제어를 위한 표면부착용 플라즈마 발생 필름.
It is made by attaching the upper electrode and the lower electrode asymmetrically to enable plasma generation on the upper and lower surfaces of the base film,
The upper electrode is attached to the front of the upper surface of the base film, the lower electrode is attached to the rear of the lower surface of the base film,
The protective film is attached to the upper surface of the base film to which the upper electrode is attached,
The base film is a plasma generating film for surface adhesion for air flow control, characterized in that attached to the surface of the object with an adhesive.
상기 베이스 필름은 유전성 필름인 것을 특징으로 하는 공기 유동 제어를 위한 표면부착용 플라즈마 발생 필름.
The method according to claim 1,
The base film is a plasma generating film for surface adhesion for air flow control, characterized in that the dielectric film.
상기 유전성 필름은 폴리에틸렌(polyethylene) 또는 폴리스티렌(polystyrene) 중에 어느 하나의 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 공기 유동 제어를 위한 표면부착용 플라즈마 발생 필름.
The method of claim 3,
The dielectric film is a plasma generating film for surface adhesion for air flow control, characterized in that made of any one material of polyethylene (polyethylene) or polystyrene (polystyrene).
상기 물체의 표면은 고속전철의 후미부 또는 전두부 표면인 것을 특징으로 하는 공기 유동 제어를 위한 표면부착용 플라즈마 발생 필름.
The method according to claim 1,
Surface of the object is a plasma generating film for the surface attachment for air flow control, characterized in that the surface of the rear or front head of the high-speed train.
상기 물체의 표면은 항공기의 날개 표면인 것을 특징으로 하는 공기 유동 제어를 위한 표면부착용 플라즈마 발생 필름.
The method according to claim 1,
Surface-attached plasma generating film for air flow control, characterized in that the surface of the object is the wing surface of the aircraft.
상기 물체의 표면은 풍력발전기의 블레이드 표면인 것을 특징으로 하는 공기 유동 제어를 위한 표면부착용 플라즈마 발생 필름.
The method according to claim 1,
Surface-attached plasma generating film for air flow control, characterized in that the surface of the object is the blade surface of the wind turbine.
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