KR20200112345A - 차량 와류 발생기 - Google Patents

Abstract

본 발명의 차량 와류 발생기는, 차량 후방동체의 좌우 일정 간격을 두고 다수 개가 부착되는 것으로서, 상기 후방동체 끝단에 부착되는 바닥면과, 상기 바닥면의 좌측 끝단에 전방보다 후방으로 갈수록 좌우 폭이 넓어지면서 상하 높이가 높아지도록 상향되게 직각으로 돌출 형성된 좌우 한 쌍의 날개면을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

차량 와류 발생기{VORTEX GENERATOR OF VEHICLE}

본 발명은 차량 와류 발생기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 승용차의 루프 후미 또는 상용차의 카고 등에 부착되어 차량 주행 시 후방동체에 와류를 발생시킬 수 있는 차량 와류 발생기에 관한 것이다.

최근 들어 세계 각국은 운송과정에서 발생하는 물류비용 중 가장 큰 비중을 차지하고 있는 유류비(oil cost)를 절약하기 위하여 다양한 기술들을 활발하게 개발하고 있다.

그 중에서 국내 수송 분담율의 741%을 차지하고 있는 화물차량의 운송 유류비 감축은 기술 개발 비용 대비 효과가 매우 크고, 고유가 시대에 대비함과 동시에 온실가스 감축 목표 달성에도 필수적이다.

외국의 경우, 화물차량의 공기저항 감소장치에 대한 개발 및 인증, 홍보, 지원 등을 적극적으로 추진하고 있다.

이에 반하여, 국내에서는 관련 기술 개발이 초기 단계이며, 시중에 판매되고 있는 공기저항 저감장치들은 최적화 검증 없이 모양만 흉내 낸 것이 대부분이어서 그 효과에 대해 의문이 제기되고 있다.

이러한 국내 실정에 맞추어 승용차나 상용차 등의 차량에서 발생하는 유동박리(wake) 현상을 지연시키고 차량의 후방에 형성되는 유동박리로 인한 공기저항을 억제하여 유류비를 절약하고자 한다. 예를 들면, 와류 발생기(vortex generator)는 차량의 후방동체에 장착되어 와류를 인위적으로 발생시킴으로 유동의 박리점(flow separation point)를 지연하여 공기저항을 저감시키는데 주로 사용되며, 종종 주행 안정성을 향상시키거나 차체의 오염 정도를 감소시키기 위해서도 사용된다.

미국 등록특허 제5,058,837호(Low drag vortex generators)는 와류 발생기를 항공기 날개 표면에 부착하는 경우 및 승용차의 뒷부분에 부착하는 경우 등, 운송체의 공기저항을 저감시킨다. 국제공개특허 제2014162158호(Improvements in the fuel efficiency of road vehicles)는 화물차량의 공기저항을 줄이기 위한 다양한 와류 발생기의 형상을 제시하고 있다.

대한민국공개특허 제2012-7023082호는 화물 자동차의 운전실의 전방 코너부에 소형 와류 발생기를 설치하여 공기저항을 증가시키지 않고, 운전실 측면의 오염도를 감소시키고 있다. 상기한 공개 특허들은 와류 발생기를 적용하여, 와류를 발생시켜서 공기저항을 감소시키는 것이다.

본 발명의 목적은 기존의 제반 문제점들을 감안하여 이를 해결하고자 제안된 것으로서, 차량 주행 시 후방동체에 와류가 발생되도록 유도하여 유동박리를 지연시켜 공기저항을 감소시킬 수 있는 차량 와류 발생기를 제공하는데 있다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 차량 와류 발생기는, 차량의 후방동체에 와류 발생부가 구비된 차량 와류 발생기에 있어서, 상기 와류 발생부는 상기 후방동체의 좌우 일정 간격을 두고 다수 개가 부착되는 것으로서, 상기 후방동체 끝단에 부착되는 바닥면과, 상기 바닥면의 좌측 끝단에 전방보다 후방으로 갈수록 좌우 폭이 넓어지면서 상하 높이가 높아지도록 상향되게 직각으로 돌출 형성된 좌우 한 쌍의 날개면을 포함하는 것을 특징으로 한다.

다른 실시예로서, 본 발명의 와류 발생부는 플라스틱, 폴리카보네이트, 탄소섬유 복합재 중 어느 하나로 이루어진 것을 특징으로 한다.

다른 실시예로서, 본 발명의 바닥면은 상기 후방동체에 접착제를 매개로 부착되는 것을 특징으로 한다.

다른 실시예로서, 본 발명의 좌우 한 쌍의 날개면의 좌우 폭 및 상하 높이는 15 ~ 30°인 것을 특징으로 한다.

다른 실시예로서, 본 발명의 바닥면의 상면과 좌우 한 쌍의 날개면의 내측면은 하나로 연결된 일정 곡률의 만곡면을 형성한 것을 특징으로 한다.

다른 실시예로서, 본 발명의 좌우 한 쌍의 날개면은 중앙을 중심으로 전방과 후방으로 갈수록 두께가 점차 얇게 형성된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 차량 와류 발생기는 차량의 후방동체 끝단에 좌우 일정 간격을 두고 다수 개의 와류 발생기를 설치하여 차량 주행 시 후방동체에 와류 발생에 의해 유동박리를 지연시켜 공기저항을 감소시킴으로써 연비 증가 및 같은 출력 대비 속도를 높여줌과 동시에 차량의 조정성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 와류 발생기를 도시한 사시도,
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 와류 발생기가 설치된 승용차를 도시한 사시도,
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 와류 발생기가 설치된 상용차를 도시한 측면도,
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 와류 발생기를 도시한 사시도,
도 5(a)(b)는 본 발명의 제3 실시예에 따른 와류 발생기를 도시한 사시도 및 평면도이다.

본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 구성은 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.

이하, 본 발명의 제1 실시예에 대해 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 제1 실시예의 차량 와류 발생기는 차량(10)의 후방동체(12) 및 와류 발생부(20)를 포함한다.

즉, 상기 와류 발생부(20)는 상기 후방동체(12)의 좌우 일정 간격을 두고 다수 개가 부착되는 것으로서, 상기 후방동체(12) 끝단에 접착제를 매개로 부착되는 바닥면(22)과, 상기 바닥면(22)의 좌측 끝단에 전방보다 후방으로 갈수록 좌우 폭이 넓어지면서 상하 높이가 높아지도록 상향되게 직각으로 돌출 형성된 좌우 한 쌍의 날개면(24)으로 구성되어 있다.

이때, 상기 와류 발생부(20)는 플라스틱(Plastic), 폴리카보네이트(Polycarbonate), 탄소섬유(Carbon fiber) 복합재 중 어느 하나로 이루어져 있다.

상기 좌우 한 쌍의 날개면(24)의 좌우 폭 및 상하 높이는 15 ~ 30°로 형성하는 것이 바람직하다.

한편, 상기 바닥면(22)의 상면과 좌우 한 쌍의 날개면(24)의 내측면은 도 4와 같이 하나로 연결된 일정 곡률의 만곡면(26)(彎曲面)을 형성할 수도 있다.

상기 좌우 한 쌍의 날개면(24)은 도 5(a)(b)와 같이 중앙을 중심으로 전방과 후방으로 갈수록 두께가 점차 얇게 형성할 수도 있다.

이와 같이 구성된 본 발명의 차량 와류 발생부(20)는 차량(10)의 후방동체(12) 끝단에 좌우 일정 간격을 두고 다수 개가 설치되는 구조이기 때문에 차량(1) 주행 시 후방동체(12)에 와류 발생에 의해 유동박리를 지연시키게 되고, 이로 인하여 공기저항을 줄여 연비, 속도 등의 효율을 향상시키게 된다.

즉, 와류 발생부(20)는 후방동체(12) 끝단에 부착되는 바닥면(22)과, 상기 바닥면(22)의 좌측 끝단에 전방보다 후방으로 갈수록 좌우 폭이 넓어지면서 상하 높이가 높아지도록 상향되게 직각으로 돌출 형성된 좌우 한 쌍의 날개면(24)으로 구성되어 있기 때문에 차량(10) 주행 시 일정하게 흐르는 공기가 일정한 각도를 가진 와류 발생부(20)의 좌우 한 쌍의 날개면(24)을 만날 때 좌우 한 쌍의 날개면(24)를 지나는 공기는 가속(=에너지 얻음)되고 좌우 한 쌍의 날개면(24)을 지나지 않는 공기와 섞이면서 일종의 소용돌이 형태의 와류를 형성하게 된다.

이때, 와류는 공기의 유동박리를 지연시키게 되고, 이로 인하여 차량(10)의 후방동체(12)에 대한 공기저항을 줄여 같은 에너지로 높은 연비를 증가시킴은 물론 같은 출력 대비 속도를 높여줌과 동시에 차량(10)의 조정성을 향상시켜 주게 된다.

특히 이러한 와류 발생부(20)는 애프터 마켓(Aftermarket) 제품으로서, 소비자가 차량(10)의 손상없이 손쉽게 탈부착이 용이할 뿐만 아니라 차량(10)의 미관을 고려한 디자인이기 때문에 차종에 관계없이 적용이 가능한 장점이 있다.

또한 와류 발생부(20)는 폴리카보네이트나 탄소섬유(Carbon fiber) 복합재로 사출 성형되는 제품이기 때문에 외부 충격에 의해 쉽게 손상 및 파손되지 않을 뿐만 아니라 외부 온도에 의해 변형되지 않으므로 장기간 사용이 가능한 장점도 있다.

한편, 본 발명은 상술한 실시예로만 한정되는 것이 아니라 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위내에서 수정 및 변형하여 실시할 수 있고, 그러한 수정 및 변형이 가해진 기술사상 역시 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 한다.

10 : 차량 12 : 후방동체
20 : 와류 발생부 22 : 바닥면
24 : 좌우 한 쌍의 날개면 26 : 만곡면

Claims (6)

1. 차량(10)의 후방동체(12)에 와류 발생부(20)가 구비된 차량 와류 발생기에 있어서,
   상기 와류 발생부(20)는 상기 후방동체(12)의 좌우 일정 간격을 두고 다수 개가 부착되는 것으로서,
   상기 후방동체(12) 끝단에 부착되는 바닥면(22)과,
   상기 바닥면(22)의 좌측 끝단에 전방보다 후방으로 갈수록 좌우 폭이 넓어지면서 상하 높이가 높아지도록 상향되게 직각으로 돌출 형성된 좌우 한 쌍의 날개면(24)을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 와류 발생기.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 와류 발생부(20)는 플라스틱, 폴리카보네이트, 탄소섬유 복합재 중 어느 하나로 이루어진 것을 특징으로 하는 차량 와류 발생기.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 바닥면(22)은 상기 후방동체(12)에 접착제를 매개로 부착되는 것을 특징으로 하는 차량 와류 발생기.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 좌우 한 쌍의 날개면(24)의 좌우 폭 및 상하 높이는 15 ~ 30°인 것을 특징으로 하는 차량 와류 발생기.
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 바닥면(22)의 상면과 좌우 한 쌍의 날개면(24)의 내측면은 하나로 연결된 일정 곡률의 만곡면(26)을 형성한 것을 특징으로 하는 차량 와류 발생기.
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 좌우 한 쌍의 날개면(24)은 중앙을 중심으로 전방과 후방으로 갈수록 두께가 점차 얇게 형성된 것을 특징으로 하는 차량 와류 발생기.

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