KR890002952B1 - Apparatus for producing force of moving fluid - Google Patents
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Abstract
Description
제 1 도는 지점(M)에 위치하여 풍향에 대해 임의 각도 (α) 방향으로 움직이는 장치가 풍속(V)하에서, 횡방향 구동력(P)과 향력(R)을 발생하여 그에 따른 추진력(T)을 갖는것을 나타낸 백터선도.The device located in FIG. 1 or at a point M and moving in an arbitrary angle α with respect to the wind direction generates a lateral driving force P and a direction force R under the wind speed V, thereby generating a driving force T accordingly. Vector diagram showing having.
제2a도는 본 발명의 원리를 설명하기 위한, 원형체 주위로의 유동선도.2a is a flow diagram around a circular body to illustrate the principles of the present invention.
제2b도 및 제2C도는 외측면(바람의 하류측)과 내측면(바람의 상류측)유로 분리하는 여러가지 방식을 도시하는 중공체의 개략부분 단면도.2B and 2C are schematic cross-sectional views of hollow bodies showing various ways of separating oil into an outer surface (downstream of the wind) and an inner surface (upstream of the wind).
제 3도는 본 발명의 선행 출원의 실시예의 단면도.3 is a cross-sectional view of an embodiment of a prior application of the present invention.
제4a도 내지 제4d도는 본 발명의 여러 실시예에 사용되는 흡입장치의 여러 변형예를 나타내는 도면.4a to 4d show various modifications of the suction device used in various embodiments of the present invention.
제5a도 내지 제5(c)도는 본 발명의 실시예에서의 편향 플랩장치(deflector flap arrangement)의 여러 변형 실시예를 나타내는 도면.5a-5c show various variations of a deflector flap arrangement in an embodiment of the invention.
제 6 도는 구동력을 반전시키기 위한 장치를 갖는, 성행출원 발명의 또 다른 실시예의 단면도.6 is a cross-sectional view of another embodiment of the sexual application having a device for reversing driving force.
제 7 도는 선행 발명에 따라 사용하기 위해 개량된 프로필의 형상을 나타내는 단면도.7 is a cross-sectional view showing the shape of a profile that has been improved for use in accordance with the prior invention.
제 8 도는 본 발명에서 사용하기 위한 더욱 개량된 프로필의 형상을 나타내는 단면도.8 is a cross-sectional view showing the shape of a further improved profile for use in the present invention.
제 9 도는 다양한 프로필 형상에 대한 효율인자를 나타내는 보우트상의 실제시험 또는 풍동시험에서 얻은 그래프.9 is a graph obtained from a boat test or a wind tunnel test showing efficiency factors for various profile shapes.
본 발명은 유동 유체로부터 유효한 힘을 발생하는 신규의 장치에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 유동 유체(예를 들면 공기 또는 물)내에 위치하여 소요의 에너지 소비량에 대해 최대한의 추진력을 효과적으로 발생하는 능동 장치(an active device)에 관한 것이다.The present invention relates to a novel apparatus for generating an effective force from a flowing fluid. In particular, the present invention relates to an active device which is located in a flowing fluid (eg air or water) to effectively generate maximum propulsion for the required energy consumption.
본 발명은 , 해양 분야의 바람직한 실시예에서, 바람에 의해 선박의 추진력을 발생하여, 선박의 기타의 에너지 소비추진 장치를 보조 또는 대체하므로써, 에너지 자원의 보존을 달성하는 역활을 한다. 그러나, 본 발명은 또한 육상 또는 빙상 차량, 풍차, 터어빈 또는 수력 또는 풍력 발전기에서와 같은 다른 분야 및 용도에서 이용될 수 있다.The present invention, in a preferred embodiment in the marine field, serves to achieve conservation of energy resources by generating propulsion of the ship by wind, assisting or replacing other energy consumption propulsion devices of the ship. However, the present invention may also be used in other fields and applications, such as in land or ice vehicles, windmills, turbines or hydro or wind generators.
본 발명은 “유체속에서 양력을 발생하는 장치”라는 명칭으로 1981년 11월 30일자로 출원된 대한민국 특허출원 제4652/1981호의 발명을 개량한 것이다. 본원 발명은 명료하게 이해하기 위해, 상기한 선행 출원의 원리 및 구조를 본 명세서에도 기술한다.The present invention is an improvement of the invention of Korean Patent Application No. 4742/1981, filed on November 30, 1981, entitled "A device for generating lift in a fluid." For clarity of understanding, the present invention further describes the principles and structures of the foregoing prior applications.
선박을 추진하기 위한 종래의 공지된 돛(수동적인 장치)으로는, 바람에 의해 발생하는 힘이 돛이 면적에 비례하는 큰 면적의 돛을 사용할 필요로 인해 실용적인 면에서 한계가 있다. 1931년에 플레트너에게 허여된 미합중국 재발행 특허 제18,122호에 기재된 것과같은 매그너스 효과(Magnus effect)를 이용하여 연속회전 실린더와 같은 능동적인 장치를 실용화하려는 많은 노력이 시도되어 왔지만, 그러한 장치에서는 필요한 구동장치로 사용되는 에너지 소비가 클뿐만 아니라, 소망의 추진력을 발생하기 위해서는 실린더를 분당수백 rpm으로 연속 회전시키지 않으면 안되므로 기구가 복잡해지는 결점이 있었다. 또한, 그러한 장치는, 방향을 변경할시 실린더를 정지 및 역전시키지 않으면 안되어, 운전상의 제한을 받는다.Conventionally known sails (passive devices) for propelling ships are limited in practical use because the force generated by the wind requires the use of large area sails in which the sails are proportional to the area. Although many efforts have been attempted to make active devices such as continuous rotating cylinders practical, using the Magnus effect as described in US Pat. In addition to the high energy consumption of the device, the mechanism has to be complicated because the cylinder must be continuously rotated at several hundred rpm per minute to generate the desired propulsion force. In addition, such a device must stop and reverse the cylinder when changing the direction, and is subject to operational limitations.
특히, 본 발명과 상기 선행 대한민국 특허출원 발명은 공히 1955년 7월 19일자로 폰 카르만등에게 특허 허여된 미합중국 특허 제2,713,392호에 기재된 “풍력 모우터”를 개량한 것으로서, 유효한 출력을 크게 개량하였으며, 또한 그 유용한 출력을 얻기 위해 소비되는 에너지에 관한 에너지 효율을 현저히 증가시켰다.In particular, the present invention and the preceding Korean patent application are an improvement of the "wind power motor" described in US Patent No. 2,713,392, which was granted to von Carman et al. On July 19, 1955, and greatly improved the effective output. In addition, it significantly increased the energy efficiency with respect to the energy consumed to obtain its useful output.
일반적으로, 본 발명과 상기 선행 발명은 공히 특별한 단면형상(즉, 프로필)이 바람직한 관형컬럼(a tubular colunm) 또는 실린더의 형상의 부동의, 그러나 방향 변화가 가능한 중공체를 사용한다. 그 중공체는 특별한 형상으로된 유체 투과 가능 구역(예를들어, 구멍)을 가지며, 이 투과 구역을 통하여 유체가 적당한 팬 또는 흡입장치에 의해 흡입된다. 조절 가능한 제어 깃 또는 플랩이, 입력에너지에 대한 출력비를 크게 개량하며 장치의 운전에 융통성을 제공하는 매개 변수를 추가 제공한다.In general, the present invention and the preceding invention use a tubular column or a hollow but variable directional changeable shape of the cylinder, in which a particular cross-sectional shape (ie, profile) is desired. The hollow body has a specially shaped fluid permeable zone (eg a hole) through which the fluid is aspirated by a suitable fan or suction device. Adjustable control vanes or flaps provide additional parameters that greatly improve the output ratio to input energy and provide flexibility in the operation of the device.
본 발명은 보다 잘 이해하기 위해, 본 발명이 기초로 하고 있는 소정의 원리들을 설명하는 첨부한 제 1 도를 참고로 기본적인 원리에 대하여 이하에서 서술한다.To better understand the present invention, the basic principles are described below with reference to the accompanying Figure 1, which illustrates certain principles upon which the present invention is based.
첨부한 제 1도는 선박상의 돛과 같은 장치가, 그에 대해 상대속도(V )로 유동하는 유체(공기와 같은)내의 점(M)에 위치하여 힘(F)을 받는 것을 나타낸다. 이 힘(F)은, 유체속도 벡터(V)에 수직한 구동령(P)과 속도 벡터(V)와 같은 방향인 향력(R)로 분해될 수 있다. 이때 장치가 점(A)서, 속도 벡터(V)에 대해 영각(α)을 형성하는 방향으로 이동할 경우, 장치는 방향(A)에의 구동력(F)의 투영에 상당하는 추진력(T)를 받게 된다. 따라서, 풍향과 선박 항로 상이의 영각(α)이 90℃보다 작을 경우, 추진력(T)은 구동력(P)이 증가하고, 향력(R)이 감소함에 따라 증가한다.The accompanying FIG. 1 shows that a device, such as a sail on a ship, is located at a point M in a fluid (such as air) flowing at a relative speed V with respect thereto and subjected to a force F. FIG. This force F can be decomposed into a driving force P perpendicular to the fluid velocity vector V and a directivity R in the same direction as the velocity vector V. FIG. At this point, when the device moves in the direction of forming an angle α with respect to the velocity vector V at the point A, the device receives a driving force T corresponding to the projection of the driving force F in the direction A. do. Therefore, when the angle of incidence α between the wind direction and the ship route is smaller than 90 ° C., the driving force T increases as the driving force P increases and the direction force R decreases.
일반적으로, 구동력과 항력은 하기 식과 같은 무차원 계수(Cz) 및 (Cx)로 표현된다.In general, the driving force and the drag force are represented by dimensionless coefficients Cz and Cx as shown in the following equation.
여기에서, P는 구동력(공기 역학적 양력에 상당), R은 항력, P는 유체의 밀도, V는 유체의 속도, S는 유체 이동방향(V)에 수직한 면상에 투영되는 장치의 면적이다. Cz와 Cx는 에어포일(air foil)에 있어서의 공지된 양력 계수(CL) 및 항력 계수(CD)이다.Where P is the driving force (equivalent to the aerodynamic lift), R is the drag, P is the density of the fluid, V is the velocity of the fluid, and S is the area of the device projected on a plane perpendicular to the direction of fluid movement (V). Cz and Cx are known lift coefficients (C L ) and drag coefficients (C D ) in air foils.
상기식으로부터, 추진력(T)이 하기 식으로 표현될 수 있음을 알 수 있다.From the above equation, it can be seen that the driving force (T) can be expressed by the following equation.
이 식은 소정의 유체속도(V)와, 추진력(T)의 소정의 방향(α)에 대하여 S와 CZ의 적이 클수록, 추진력이 커지는 것을 나타낸다.This equation indicates that the larger the enemy of S and C Z with respect to the predetermined fluid velocity V and the predetermined direction α of the driving force T, the larger the driving force.
이들 결과를, 외부로부터의 에너지 공급없이 구동력을 발생할 수 있는 종래의 장치(예를들어, 비행기의 날개, 선박의 돛, 풍차의 날개)에 적용할 경우, 계수(Cz)는 항상 1.7보다 낮지만, 플랩을 갖는 비행기의 날개에 대해서는 2.2가 되고 초부양 장치(hypersustenation device)를 갖는 것에 대해서는 2.7이 된다. 이것으로 부터 알 수 있는 바와같이, 큰 추진력(T)를 발생하기 위해서는 실제로 사용하기에 너부 크고 취급이 곤란한 표면이 필요하게 된다.When these results are applied to conventional devices (e.g. wings of airplanes, sails of ships, wings of windmills) that can generate driving forces without supplying energy from the outside, the coefficient Cz is always lower than 1.7. For a wing with a flap, it is 2.2, and for a hypersustaination device it is 2.7. As can be seen from this, in order to generate a large propulsion force T, a surface that is too large and difficult to handle in actual use is required.
외부에서 에너지가 공급되는 능동적인 장치를 사용함으로써 아주 높은 구동력(P) 또는 약력 계수(Cz)를 발생하는 것이 알려져 있다. 즉, 전술한 플레트너의 특허에서 기술한 바와같이, 유동하고 있는 유체중에 위치된 원형의 실린더를 자체축 주위로 회전시킬 경우, 소위 매그너스 효과에 의해 유체 흐름의 편향이 생기고, 그에 의해 실린더의 속도와 방향에 따른 소정의 방향으로의 큰 힘을 실린더에 발생할 수 있다. 실린더의 회전은 또한 실린더 표면으로부터의 유체흐름의 분리와, 그에 따른 난류의 발생을 지연 및 감소시킨다.It is known to generate a very high driving force P or a drag coefficient Cz by using an externally energized active device. That is, as described in the above-described flattener patent, when rotating a circular cylinder located in a flowing fluid around its own axis, a so-called Magnus effect causes a deflection of the fluid flow, whereby the speed of the cylinder A large force in a predetermined direction along the and directions can be generated in the cylinder. Rotation of the cylinder also delays and reduces the separation of fluid flow from the cylinder surface, and hence the occurrence of turbulence.
그러나, 매그너스 효과에 의해 높은 값의 계수(Cz)를 발생시키는 것이 가능하지만, 그것이 가능토록 하기 위해 요구되는 실린더의 원주 회전속도를 얻기 위해서는 상당히 복잡한 기계 구조와 큰 동력이 필요하다. 비교적 소형 선박(즉, 선박길이 30m)의 추진에 충분하도록 하기 위해서는, 실린더의 치수가 예를들어 직경이 3미터, 높이가 15미터가 되어야 하는 것을 상기할 필요학 있다. 이러한 기계적 복잡성은 특히, 풍속이 클 경우 회전속도 400r.p.m까지 도달할 수 있는 실린더의 회전에 의해 생기는 진동, 자이로 효과(gyroscopic effect)등과 관련된다. 또한, 이러한 구성을 보우트 또는 선박의 추진에 적용할때, 추진력의 방향을 역전시키고자 할 경우, 실린더 회전 방향을 역전시킬 필요가 있으며, 이것은 실린더의 큰 관성때문에 상당히 긴 시간이 걸리는 것을 알 수 있다.However, although it is possible to generate a high value coefficient Cz by the Magnus effect, a fairly complex mechanical structure and large power are required to obtain the circumferential rotational speed of the cylinder required for it to be possible. In order to be sufficient for the propulsion of relatively small vessels (i.e. 30 m length of the ship), it is necessary to recall that the dimensions of the cylinders should be, for example, 3 meters in diameter and 15 meters in height. This mechanical complexity is especially related to vibrations, gyroscopic effects, etc., caused by the rotation of the cylinder, which can reach up to 400 r · p.m at high wind speeds. In addition, when applying this configuration to the propulsion of the boat or ship, it is necessary to reverse the direction of rotation of the cylinder, in order to reverse the direction of the propulsion force, which can be seen that it takes a long time due to the large inertia of the cylinder. .
이러한 결점들의 일부를 개량하기 위해, 1955년 폰 카르만의 미합중국 특허 제2,713,392호에 있어서는, 선박상에 구비된 추진용의 정지된 수직 원형 실린더가 공기를 투과 하도록 되어, 공기를 실린더 내로 흡입하는 것에 의해 실린더 표면 주위로 공기의 흐름을 유지하도록 하고 있다. 실린더 주위의 분리된 공기 흐름은 짧은 편향기에 의해 상이한 길이의 경로를 가지게 되며, 이에 따라 실린더상에 횡방향 힘을 유발한다. 그러나, 이 구조는 약 20여년전 프랑스에서의 풍동시험에서 약 2.4 이상의 계수 Cz값을 얻는데 실패하여 비실용적인 장치가 되었다. 보다 이른 1925년 5월 7일자로 엔.브이.인스리튜트 부르 에어 로-엔-하이드로다이나믹에게 허여된 영국 특허 제222,845호에서도 유사한 원리가 이론적으로 제안되었었지만, 실용적인 구조로는 되지 못했다.In order to remedy some of these drawbacks, in 1955 von Carman, U.S. Patent No. 2,713,392, a propulsion stationary vertical circular cylinder provided on a ship was allowed to penetrate the air, by sucking air into the cylinder. It keeps the air flowing around the cylinder surface. Separate air flows around the cylinders have different lengths of paths by means of short deflectors, thus causing lateral forces on the cylinders. However, this structure failed to obtain a coefficient Cz value of about 2.4 or more in wind tunnel tests in France about 20 years ago, making it impractical. A similar principle was theoretically proposed in British Patent No. 222,845 to N. V. Institue Bour Aero-en-Hydrodynamic, dated May 7, 1925, but failed to become a practical structure.
본 발명과 상기 대한민국 특허 출원의 발명의 목적은, 외부로부터의 에너지 공급을 최소치로하여 5 내지 8의 계수(Cz)치를 갖는 한편, 매그너스 효과를 이용하는 회전 원형 실린더와 같은 선행 기술장치의 결점 없이도 상당히 큰 구동력을 발생하는 능동적인 장치를 제공하는 것이다.The object of the invention and the invention of the Republic of Korea patent application is considerably without the drawbacks of prior art devices such as rotating circular cylinders using the Magnus effect, while having a coefficient (Cz) value of 5 to 8 with minimum energy supply from the outside. It is to provide an active device that generates a large driving force.
말할 필요도 없이 본 발명에 따른 장치는 선박과 같은 자동체의 추진, 또는 예를들어 발전기에 의해 전기 에너지로 변환될 수 있는 유용한 기계적 에너지를 유체의 유동으로부터 생산하는 것과 같은 다양한 용도에 이용될 수 있다. 본 발명에 의하여, 풍력 에너지 뿐 아니라 하천류, 해류, 조류 또는 터어빈 내의 유체의 흐름과 같은 임의의 유체 유도으로부터도 본 발명의 이익을 얻을 수 있다. 이러한 공기 이외의 다른 유체에도 적용할 수 있지만, 본 발명은 특히 구동력이 에이포일의 양력에 상당하는 공기(바람)의 유동에 대해서 서술된다.Needless to say, the device according to the invention can be used in a variety of applications, such as the propulsion of an automatic body, such as a ship, or the production of useful mechanical energy from the flow of a fluid, for example, which can be converted into electrical energy by a generator. have. With the present invention, it is possible to benefit from the present invention not only from wind energy, but also from any fluid induction, such as the flow of fluid in streams, currents, tides or turbines. Although applicable to other fluids besides such air, the present invention is particularly described with respect to the flow of air (wind) in which the driving force corresponds to the lift force of the afoil.
본 발명은, 비행기에어포일(즉, 비행기 날개 또는 헬리콥터 날개)의 공기 역학에 포함된 원리에 어느정도 상당하는 기본적인 물리적 원리를 이용하지마, 본 발명에 있어서, 그 원리들이 사용되는 조건들은 에어포일 경우와는 상당히 다르다. 본 발명은 특히 50노트 이하의 낮은 유속에 대해서 사용되는 반면, 비행기 에어포일은 그보다 높은 속도에서 사용된다. 또한 에어포일에서는 주로 최대 양력에 관한 것이 문제가 되며, 에너지 절약의 문제는 본질적으로 무시된다. 이와 대조적으로, 본 발명의 경우, 에너지 절약이 주된 관심사로써, 소비 에너지에 대해 최대의 구동력을 발생하는 것이다. 또한 에어포일의 설계는 향력의 인자와 같은 관계가 있으며, 향력 계수(CD또는 Cx)에 대한 향력 계수(CL또는 Cz)의 비율을 최적화하기 위한 많은 노력이 시도 되었다. 이와 대조적으로, 본 발명에서는 특히 선박에 적용할 경우, 향력은 그리 중요하지 않으며, 그것은 수면을 통과하는 선체에 대한 저항이 추진장치상의 유체의 향력을 훨씬 상회하기 때문이다.The present invention does not use the basic physical principles that correspond to some of the principles contained in the aerodynamics of airplane airfoils (ie, airplane wings or helicopter wings), but in the present invention, the conditions under which the principles are used are Is quite different. The present invention is particularly used for low flow rates of 50 knots or less, while airplane airfoils are used at higher speeds. Also in airfoils it is primarily a matter of maximum lift and the problem of energy saving is essentially ignored. In contrast, in the case of the present invention, energy saving is a major concern, generating the maximum driving force for the consumed energy. In addition, the design of the airfoil is related to the factor of the force, and many efforts have been made to optimize the ratio of the force coefficient (C L or Cz) to the force coefficient (C D or Cx). In contrast, in the present invention, in particular when applied to ships, the heading is not so important because the resistance to the hull passing through the water far exceeds the heading of the fluid on the propulsion system.
에어포일의 경우, 정상운전중의 양력 계수는 0.2 내지 0.3의 범위내에 있는 이것은 착륙중 플랩이 펼쳐질 경우, 0.2 내지 0.3으로 증가한다. 향력 계수(Cx)는 0.1 정도이며, Cz의 비율은 적당히 높아진다.In the case of an airfoil, the lift coefficient during normal operation is in the range of 0.2 to 0.3, which increases to 0.2 to 0.3 when the flap is unfolded during landing. The coefficient of gravity Cx is about 0.1, and the ratio of Cz is moderately high.
이와 대조적으로 본 발명과 선행 출원의 발명은 달성된 구동력의 표시로서 5 내지 8의 Cz값을 제공한다. 유체 유동을 구동력으로 변환하는데 소비된 에너지에 대한 효과를 측정하여 이것을 에너지 계수(CA)로 표시한다. 이것은 비행기의 에어포일에서는 중요하지 않다.In contrast, the present invention and the invention of the prior application provide Cz values of 5 to 8 as an indication of the driving force achieved. The effect on the energy consumed in converting the fluid flow into driving force is measured and expressed as an energy factor (CA). This is not important for airfoils on airplanes.
본 발명에 있어서, 에너지의 합리적인 소비를 위한 CA는 0.2 미만이어야 한다. 후술하는 바와같이, 0.1 내지 0.2의 CA의 유효 범위에서 본 발명은 비행기에 대한 에어포일에 의해 얻은 상기 값보다 훨씬 높은 5 내지 8의 Cz값(따라서 상응하는 구동력)을 발생한다.In the present invention, the CA for rational consumption of energy should be less than 0.2. As described below, in the effective range of CA of 0.1 to 0.2, the present invention generates Cz values of 5 to 8 (and thus corresponding driving forces) which are much higher than the above values obtained by airfoils for airplanes.
본 발명은 제1(유체)방향에 대해 횡방향인 제2(구동)방향의 구동력을 발생하기 위해 제 1 방향으로 운동하는 유체내에 위치된 장치에 있어서, 상기 장치가 상기 제 1 방향에 대해 영각을 형성하는 축에 대해 대칭적이며 둥근 특별한 형상의, 유체 방향의 면 내의 단면(즉, 프로필)을 갖는 신장된 중공의 본체(관 또는 실린더 또는 원추형 컬럼과 같은)를 갖는 장치를 제공한다. 프로필 및 모든 관련장치(후술하는 플랩 또는 구멍과 같은)를 대칭적으로 구성한 것은, 선박의 경우, 선박의 양측으로부터 오는 바람을 이용하기 위한 필요성 때문이다. 프로필은 그 폭이 전방으로부터 후방으로 증가하는 신장된 전연부와, 그 폭이 전방으로부터 후방으로 감소하는 후연부를 갖는 것이 바람직하다. 프로필은 두꺼우며, 즉, 프로필의 최대폭이 대칭축 방향의 길이의 50 내지 100%인것이 바람직하다.The present invention relates to an apparatus located in a fluid moving in a first direction to generate a driving force in a second (drive) direction transverse to a first (fluid) direction, wherein the device is angled relative to the first direction. A device having an elongated hollow body (such as a tube or cylinder or conical column) having a special in-plane cross section (ie, profile) that is symmetrical and round about an axis that forms a shape. The symmetrical construction of the profile and all associated devices (such as the flaps or holes described below) is due to the necessity of exploiting wind from both sides of the ship. The profile preferably has an extended leading edge whose width increases from the front to the rear and a trailing edge whose width decreases from the front to the rear. The profile is thick, i.e. it is preferred that the maximum width of the profile is from 50 to 100% of the length in the symmetry axis direction.
특히, 프로필의 후연부는 그의 일부분이 반원보다 작은 원호로서 형성되고, 나머지 부분은 이 원호에 원활하게 접합하는 형상을 갖는다. 본 발명 장치는 또한, 본체 프로필의 후연부중 횡방향 구동력이 지향하는 측부(즉, 바람의 하류측)상에 위치하는 적어도 일부구역에, 본체표면에서의 실질적인 저압 또는 진공을 발생함으로서(예를들어, 프로필 표면의 유체 투과 구역을 통하여 유체를 흡입함으로서), 본체 표면의 유체 경계층을 제어하는 장치를 갖는다. 또한, 본체 외표면의 양 측부에 발생된 2개의 유체분류를 분리하기 위한 추가의 장치가 구비되며, 이 장치는 그것으로부터 유체가 유동해오는 방향에 면하는 측(즉, 바람의 상류측)상에 위치한다.In particular, the trailing edge of the profile is formed as an arc whose portion is smaller than a semicircle, and the remaining portion has a shape that smoothly joins the arc. The apparatus also generates a substantially low pressure or vacuum at the body surface in at least a portion of the trailing edge of the body profile located on the side to which the lateral drive force is directed (ie downstream of the wind) (eg For example, by sucking fluid through the fluid permeation zone of the profile surface). In addition, an additional device is provided for separating the two fluid classifications generated on both sides of the outer surface of the body, which device is on the side facing the direction from which the fluid flows (ie upstream of the wind). Located.
본 발명의 이러한 특징들에 의해, 실시가 용이하고, 또한 특히 작은 에너지 소비로 크고 유효한 구동력을 발생하는 것이 가능한 추진장치를 제작할 수 있다.These features of the present invention allow the construction of a propulsion device that is easy to implement and capable of generating large and effective driving forces, in particular with low energy consumption.
이러한 잇점은 그 일부요인이 두꺼운 대칭형의 본체 프로필 형성과 프로필 전연부의 신장된 특정 형상에 기인하며, 그에 따라 흡입용 유체 투과 구역을 프로필의 매우 작은 구역으로 한정하는 것이 가능하며, 또한, 장치에 필요한 에너지 소비량을 현저히 저감시킬 수 있다. 따라서, 본체의 외표면(즉, 바람의 상류측)상의 유체 경계층의 속도가 공기 분류가 표면을 이탈하여 난류를 발생할 정도일때만, 다시말하면 압력구배가 정일때에만 흡입을 발생시킬 필요가 있다. 그러나, 프로필의 신장된 특정 형상(특히 프로필의 전연부)은 그러한 상태로 되는 것을 상당히 지연시키며 따라서, 흡입구가 형성된 외측표면 구역을 비교적 작은 구역으로 한정시킬 수 있으며, 또한, 흡입 유량과 본체 표면의 진공도를 작게할 수 있다.This advantage is due in part to the formation of a thick symmetric body profile and the elongated specific shape of the profile leading edge, which makes it possible to limit the intake fluid permeation zone to a very small area of the profile, which is also necessary for the device. Energy consumption can be significantly reduced. Therefore, it is necessary to generate suction only when the velocity of the fluid boundary layer on the outer surface of the body (i.e., upstream of the wind) is such that the air separation leaves the surface and causes turbulence, that is, when the pressure gradient is positive. However, the elongated specific shape of the profile (especially the leading edge of the profile) significantly delays such a state, thus limiting the outer surface area in which the intake port is formed to a relatively small area, and also the intake flow rate and the body surface. The degree of vacuum can be reduced.
본 발명 장치의 특히 우수한 기능은 도한 상당히 두꺼운 프로필과 흡입장치를 조합시켜 투과 구역으로부터 본체내로 유체를 흡입함으로써 큰 진동 또는 압력 감소를 얻는 것이다. 프로필의 형상은 또한 흡입실을 크게 함으로써 내압이 용이하게 저하되며, 따라서 공기 유동에 의한 손실이 감소되며, 그에 따라 장치의 에너지 소비량도 감소시킬 수 있는 잇점이 있다.A particularly good function of the device of the present invention is to combine a significantly thicker profile with the suction device to obtain a large vibration or pressure reduction by sucking the fluid into the body from the permeation zone. The shape of the profile also has the advantage that the internal pressure is easily lowered by making the suction chamber large, so that the loss due to air flow is reduced, thereby reducing the energy consumption of the device.
또한, 특별한 배치장소와 치수가 부여된 배인 또는 플랩에 의해 행해지는 (즉, 기타의 에너지 소비없이 행해짐), 중공의 본체 주위의 외측면(바람의 하류측) 및 내측면(바람의 상류측)상의 유체의 분리를 행함으로써, 소정의 에너지 압력 레벨에 대한 구동력을 작도록한 유해한 와류 또는 난류의 발생을 방지할 수 있다.In addition, the outer surface (downstream of the wind) and the inner surface (upstream of the wind) around the hollow body, which are done by a vane or flap with special placement and dimensions (i.e., without any other energy consumption). By separating the fluid in the phase, it is possible to prevent the generation of harmful vortices or turbulent flows with a small driving force for a predetermined energy pressure level.
따라서 본 발명에 따른 장치의 여러가지 특징들을 조합시켜 상당히 유효한 효과가 얻어질 수 있다. 그 일예로서, 본체의 투영 표면적이 150평방미터일때, 바람방향에 대한 선박의 진행 방향의 각도(α)가 약 60℃인 바람직한 경우, 매초 12미터(24노트)의 풍속에 있어, 90마력의 모우터로 흡입 저압을 발생함으로써, 최고 14노트의 추진력을 얻을 수 있다. 이와 비교하여, 동일한 결과를 달성코자 할 경우, 돛은 약 1,000평방미터의 표면적을 가져야하며, 선박의 전체 치수 및 그것을 운전하기 위한 인원과 시스템을 상당히 증가시켜야 한다.Thus, a significant effective effect can be obtained by combining various features of the device according to the invention. As an example, when the projection surface area of the main body is 150 square meters, the angle α of the ship's traveling direction with respect to the wind direction is preferably about 60 ° C., and at a wind speed of 12 meters (24 knots) per second, Up to 14 knots of thrust can be achieved by generating a low suction pressure with the motor. In comparison, to achieve the same results, the sails should have a surface area of about 1,000 square meters, and the ship's overall dimensions and the number of people and systems for operating it should be significantly increased.
본 발명에 따른 장치에 의해 얻어지는 에너지 경제성을 알아본다면, 본 발명에 따른 장치에 의한 전술한 결과를 종래의 추진 장치를 장착한 선박에서 얻기 위해서는 약 1,200마력의 엔진이 필요하다.In view of the energy economy obtained by the device according to the invention, an engine of about 1,200 horsepower is required in order to obtain the above-mentioned results by the device according to the invention in a ship equipped with a conventional propulsion device.
또한, 본 발명의 장치는 선박에 대해 실질적으로 부동이므로, 매그너스 효과를 이용하는 회전 실린더 장치에 따른 기계적 문제가 없다.In addition, the device of the present invention is substantially floating relative to the ship, so there is no mechanical problem with the rotating cylinder device utilizing the Magnus effect.
본 발명의 다른 특징에 의하여, 본체의 프로필의 대칭축을, 유체 방향에 대한 적정의 영각으로 자동적으로 지향시키는 장치가 제공한다.According to another feature of the invention, there is provided an apparatus for automatically directing the axis of symmetry of the profile of the main body at an appropriate angle of attack with respect to the fluid direction.
실제로, 본 발명의 1실시예에 따라서, 신장된 형상의 본체 프로필은, 그 후연부가 반원보다 작은 원호 형상이며, 나머지 부는 이 원호에 원활하게 접합하는 반타원보다 큰 대략 타원 형상으로 되어 있다.Indeed, according to one embodiment of the present invention, the elongated main body profile has a circular arc shape whose trailing edge is smaller than a semicircle, and the remaining portions have a substantially elliptic shape larger than a semi-ellipse that smoothly joins the circular arc.
실제적인 구조에서, 신장된 전연부는, 단면이 타원의 형상을 갖는 유선형(fairing)으로 구성된다. 본 장치가 정상보다 상당히 고속인 유동 유체속에 위치할때 파손되지 않도록 하기 위해서는, 장치의 강도를 증가시키거나, 또는 장치의 신장된 전연부에 1개 이상의 수축 가능부를 구비시켜, 본체의 전체 표면적을 감소시킬수 있다.In a practical structure, the extended leading edge is composed of a fairing having an elliptical shape in cross section. To ensure that the device does not break when placed in a flow fluid that is significantly faster than normal, increase the strength of the device, or provide at least one retractable portion on the extended leading edge of the device to reduce the overall surface area of the body. Can be reduced.
본 발명의 다른 특징에 의하여, 수축 가능부에 대한 다양한 구조들이 제공될 수 있다. 따라서, 신장된 본체가 후연부를 형성하는 강성의 원통형 용기를 가질 경우, 단일 또는 2중벽을 갖는 가요성, 팽창가능 용기에 의해서, 또는 원통형 용기에 대해 반경방향으로 이동할 수 있으며 가요성 격벽에 의해서 원통형 용기에 연결된 가동페롤에 의해서 또는 원통형 요기의 축에 거의 평행하고 간극효과를 발생하는 마스트 또는 라인과 같은 2개의 지지체 사이에 배치된 가요성 부리 형상 돌출부에 의해서, 또는 용기에 대해 반경방향으로 이동할 수 있는 강성의 부리형상 돌출부에 의해서 저연부를 발생할 수 있다. 최종적으로, 신장된 본체 조립체는 신축적이며 그 길이를 임의로 짧게 할 수 있게 가요성 재료로된 1개 이상의 부분을 갖는 다수개의 강성부를 갖는다.With other features of the present invention, various structures for the retractable portion can be provided. Thus, if the elongated body has a rigid cylindrical container that forms a trailing edge, it may be moved by a flexible, expandable container having a single or double wall, or radially relative to the cylindrical container and cylindrical by a flexible bulkhead. By means of movable ferrules connected to the vessel or by flexible beak-shaped projections disposed between two supports, such as masts or lines, which are substantially parallel to the axis of the cylindrical pot and produce a gap effect, or radially relative to the vessel. The low edge can be generated by the rigid beak-shaped protrusion. Finally, the elongated body assembly is flexible and has a plurality of rigid portions having one or more portions of flexible material so that they can be arbitrarily shortened in length.
이러한 특징들에 의해, 신장된 전연부를 유사시 수축시켜, 유동 유체내에 배치된 본체의 유효 단면적을 감소시킬 수 있기 때문에, 바람직하지 않은 높은 유체속도의 운전조건하에서도 본 장치의 성능을 개량시킬 수 있다.These features can improve the performance of the device even under unfavorable high fluid velocity operating conditions, since the extended leading edge can be similarly shrunk to reduce the effective cross-sectional area of the body disposed in the flow fluid. .
적절하게, 바람 하류측 표면의 경계층 제어를 행하는 장치는, 유체를 본체내로 흡입하기 위해 팬과 같은 장치 및/또는 외측면유 유동의 방향에서 본체에 거의 접선방향으로 유체를 토출하기 위한 장치를 별도로 또한 조합하여 갖는다.Suitably, the device for performing boundary layer control of the surface downstream of the wind separately separates a device such as a fan and / or a device for discharging the fluid almost tangentially to the body in the direction of the outer surface oil flow to suck the fluid into the body. It also has in combination.
또한, 외측면유와 내측면유를 분리하기 위한 장치는, 본체로부터 외향으로 돌출하는 플랩 또는 베인, 또는 그 유동 방향으로 경사진 외측면유 내에 배치되어 본체 밖으로 유체를 불어내기 위한 장치를 갖는다. 플랩은 직선 또는 내향곡선을 이룰 수 있으며, 토출 장치는 반경, 경사 또는 접선 방향일 수도 있으며, 프랩 주위로의 외측면유를 가속하기 위해 플랩과 조합될 수도 있다.Further, the apparatus for separating the outer side oil and the inner side oil has a flap or vane projecting outward from the main body, or an apparatus for blowing fluid out of the main body disposed in the outer side oil inclined in the flow direction thereof. The flap may be straight or inwardly curved, and the discharge device may be in a radial, inclined or tangential direction, or may be combined with the flap to accelerate the outer surface oil around the flap.
구동력의 방향을 반전시키기 위해서는, 다양한 부재를 2개씩 만들어, 본체의 대칭축에 대하여 대칭적으로 설치하며, 일방이 수축 또는 비사용되는 상태에서, 타방만을 사용할 수 있다. 이와 달리, 단이부재를 본체의 대칭축의 양측으로 운동시키는 형태로해도 좋다.In order to reverse the direction of the driving force, two various members are made two by one, and symmetrically provided with respect to the symmetry axis of the main body, and only the other one can be used in a state in which one is contracted or unused. Alternatively, the end member may be moved to both sides of the symmetry axis of the main body.
본 발명의 다른특징에 의하여, 바람직하깆 않은 주변의 와류 또는 난류의 효과를 제한하기 위해, 본체의 각 단부에 단부판 또는 그와 동등한 구조물이 마련될 수 있다. 본 장치의 효율을 더욱 증가시키기 위해 각 단부판은, 외측면유 방향으로 회전하는 원형부 또는 단부판 표면에 대해 접선 방향, 직각 또는 경사진 흡입장치 또는 토출장치를 구비할 수 있다.According to another feature of the invention, end plates or equivalent structures may be provided at each end of the body to limit the effects of undesirable surrounding vortices or turbulence. In order to further increase the efficiency of the device, each end plate may be provided with a suction device or a discharge device that is tangential, perpendicular or inclined with respect to the surface of the circular or end plate rotating in the outer surface oil direction.
이러한 각종 특징들의 경제적인 조합에 따라서 본체내에 배치된 흡입장치를 사용함으로써 신장된 본체의 표면에 진공이 발생되며, 신장된 본체에 대해 대략 반경방향으로 설치된 배인 또는 플랩에 의해 내측면유와 외측면유로의 분리가 가능하며, 단부판은 신장된 본체의 양단부에 설치된다.According to the economical combination of these various features, the vacuum is generated on the surface of the elongated body by using the suction device disposed in the body, and the inner surface oil and the outer surface by the vanes or flaps provided in the radial direction with respect to the elongated body. The flow path can be separated, and the end plates are provided at both ends of the extended body.
본 발명의 1실시예에 따라서, 흡입장치는 신장된 본체의 종축에 평행하는 축선을 갖는 1개 이상의 팬을 갖는다. 상기 단일 또는 복수의 팬은, 유체를 양단부간의 전체 거리에 걸친 본체의 내부로 흡입하고, 각 디스크 단부를 통해 외부로 상기 유체를 토출하도록 본체의 각 단부의 내부에 설치된다. 이러한 구성은 신장된 본체가 신축자재한 경우에 특히 적합한다. 그러나, 이 구성은 유선형의 모든 여타의 변형예와 조합하여 사용할 수도 있다. 토출은 후연부측에서 각 디스크 단부의 원주의 원호상에서 반경방향으로 행하는 것이 바람직하다. 또한, 에너지 소모를 상승시키는 압력 저하를 가급적 최대로 제한하기 위해 토출단면을 충분히 크게 한다.According to one embodiment of the invention, the suction device has at least one fan having an axis parallel to the longitudinal axis of the elongated body. The single or plural fans are installed inside each end of the body to suck the fluid into the interior of the body over the entire distance between the two ends and to discharge the fluid out through each disk end. This configuration is particularly suitable when the stretched body is elastic. However, this configuration can also be used in combination with all other variations of the streamline. Discharge is preferably performed radially on the circumference of the circumference of each disk end on the trailing edge side. In addition, the discharge cross section is made large enough to limit the pressure drop that increases energy consumption to the maximum possible.
본 발명의 다른 실시예에 따라서, 원형개구부에 의해 서로 연통하는 2개의 격실을 형성하도록, 격벽이 신장된 본체내에서 종방향으로 신장한다. 이들 개구부내에는 팬이 설치되어, 흡입구역을 갖는 일방의 격실내로 유체를 흡입하고, 플립 주위의 유체 분류내에 위치된 토출구역을 갖는 타방의 격실로 유체를 토출한다. 팬의 축은 격벽이 설치되는 프로필의 대칭축에 수직하는 것이 바람직하다. 구동력의 방향을 반전시킬 수 있도록, 프로필의 대칭축에 대해 대칭적으로 설치된 2개의 흡입구역과 2개의 토출구역이 제공되며, 소망의 구동력 방향에 상응하지 않는 유체투과성 구역을 봉쇄위한 수단이 제공된다. 투과성 구역은 본체의 표면에 형성되어 본체의 내측을 향해 개방되는 분절이 있는 패널을 구비하며, 토출장치는 본체의 표면에 형성되어 본체의 외측을 향해 개방하는 분절이 있는 패널을 구비한다. 이러한 구성에 있어서, 흡입 및 토출 패널은 팬의 작동에 의해서 격벽의 어느 한 측면에 발생하는 과압, 저압 또는, 기계적, 수단에 의해 교대로 개폐된다.According to another embodiment of the present invention, the partition walls extend in the longitudinal direction in the elongated body so as to form two compartments communicating with each other by the circular opening. Fans are provided in these openings to suck fluid into one compartment having an intake zone, and to discharge the fluid into the other compartment having a discharge zone located in the fluid fraction around the flip. The axis of the fan is preferably perpendicular to the axis of symmetry of the profile in which the partition is installed. Two suction zones and two discharge zones provided symmetrically with respect to the axis of symmetry of the profile are provided so that the direction of the driving force can be reversed, and a means for blocking the fluid permeable zone which does not correspond to the desired driving force direction is provided. The permeable zone has a panel with segments formed on the surface of the body and open toward the inside of the body, and the discharge device has a panel with segments formed on the surface of the body and open toward the outside of the body. In this configuration, the suction and discharge panels are alternately opened and closed by overpressure, low pressure, or mechanical or means generated on either side of the partition by the operation of the fan.
이하, 첨부도면을 참고로 본 발명의 비제한적인 실시예에 대해 상새히 설명한다.Hereinafter, non-limiting embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
전술한 바와같이 본 발명은, 일정속도(V)로 유동하는 유체의 흐름중에, 상기 유체의 흐름방향에 대해 대칭인 두꺼운 원형프로필을 가지며 이 프로필의 전연부가 신장되고 특별한 형상을 갖는 신장된 거의 관형체로된 장치를 구비한다. 그러나, 본 발명 원리의 설명과 서술을 간략화하기 위해서, 제2a도에 있어서, 본체는 원형 프로필을 갖는 것으로 나타냈다. 즉, 이 프로필은 설명을 위해 원형으로 도시되나, 실제로는 본 발명의 1특징에 따라서 후술하는 제 8도와 유사한 형상을 갖는 것이 바람직한 것으로 이해되어야 한다.As described above, the present invention is an elongated nearly tubular shape having a thick circular profile symmetrical with respect to the flow direction of the fluid in the flow of a fluid flowing at a constant velocity (V), the leading edge of the profile being elongated and having a special shape. A sifted device. However, in order to simplify the explanation and description of the principle of the present invention, in Fig. 2a, the main body is shown to have a circular profile. That is, this profile is shown in the form of a circle for explanation, but it should be understood that it is preferable to have a shape similar to the eighth figure described later in accordance with one feature of the present invention.
제2a도에 도시된 바와같이, 속도(V)의 유체 유동(예를 바람)은 프로필의 축(X-X')을 따라 유도된다. 이축(X-X')은 횡축(Y-Y')와 함께 프로필은 4개의 사분원(10a, 10b, 10c, 10d)으로 분할하며, 여기서 그것들은 각기 제1 내지 제4 사분원으로 표시한다. 사분원(10b)와 (10c)은 유체가 제일먼저 부딪치는 프로필의 전연부를 형성하며, 사분원(10a)와 (10d)는 프로필의 후연부를 형성한다. 유동 유체는 제2a도와 같이 외측면(바람의 하류측) 유(11)와 내측면(바람의 상류측) 유(13)인 2개의 분류로 나누어진다. 신장된 본체(10)에 횡방향(Y-Y')의 양력 형식의 구동력(P)(제 1 도)를 제공는 차압을 발생시키키 위해, 2개의 주된 특징이 제공된다.As shown in FIG. 2A, the fluid flow (eg wind) at velocity V is induced along the axis X-X 'of the profile. The biaxial (X-X '), along with the transverse axis (Y-Y'), divides the profile into four quadrants (10a, 10b, 10c, 10d), where they are represented by first to fourth quadrants, respectively. The quadrants 10b and 10c form the leading edge of the profile where the fluid first strikes, and the quadrants 10a and 10d form the trailing edge of the profile. The flow fluid is divided into two flows, as shown in FIG. 2A, the outer surface (downstream of the wind) and the oil 11 and the inner surface (upstream of the wind). In order to generate the differential pressure, providing the elongated
그 하나는, 본체(10)의 프로필의 후연부의 바람 하류측(도면에서의 상부측)에서 실질적으로 프로필의 사본원(10a)에 있어서 본체(10)내에 진공 또는 가압을 발생시키기 위해, 참고부호(12)로 개략표시된 장치이다. 이 장치는, 본체(10)의 벽에 일정각도(β) 범위의 유체투과성(예를들어, 천공된) 구역(54)을 갖고, 또한 후술하는 바와같이 본체(10)내로 유체를 흡입하는 팬과 같은 흡입장치를 구비함으로서 구성된다. 투과구역(54)은 외측면유(11)가 통상 본체 표면으로부터 분리되는 위치에 설치된다. 투과구역(54)과 흡입장치는 난류를 가능한한 일으키지 않도록 하는 외측면유(11)를 프로필의 외측면 주위로 유지하는 기능을 갖는다. 또한, 제 2 분류가 프로필의 타방(내측)의 표면 주위로 흐른다.One is referred to in order to generate a vacuum or pressurization in the
추가로, 본체(10)의 외측에서 내측면유(13)로부터 외측면유(11)를 분리하는 베인 또는 편향기 플랩(14)형의 수단이 설치된다. 베인(14)도 프로필 후연부에 설치되지만, 그러나 투과구역의 반대측인 프로필의 내측(바람의 상류측)(즉, 사분원 10d)에 설치된다.In addition, a vane or
제 1 도에 도시한 바와같이, 상기와 같은 구성은, 유체 유동(V)의 방향에 대하여 횡방향(Y-Y')의 구동력(P)을 발생한다. 여기에서 장치(M)를 바람의 분류(V)내에 배치된 에어포일이라고 한다면, 힘(P)은 에어포 일상의 양력이 되며, 힘(R)은 항력이 된다. 본 발명의 특징에 의하며, 최소의 에너지 소비로 5와 8 사이의 양력계수(Cz)를 발생하는 것이 가능하다.As shown in FIG. 1, the above structure generates the driving force P in the transverse direction Y-Y 'with respect to the direction of the fluid flow V. As shown in FIG. Here, if the device M is an airfoil disposed in the wind classification V, the force P becomes the lifting force of the airfoil daily, and the force R becomes the drag force. With the features of the invention, it is possible to generate a lift coefficient Cz between 5 and 8 with minimal energy consumption.
제2b도의 구성에는 제2a도의 구성과 다음과 같은 점이 다르다. 즉 필랩(14a) 에 추가하여, 외측면유와 내측면유를 분리하기 위한 장치(14)는, 외측면유를 발생하는 플랩(14a)의 바람 하류측에 있어 플랩(14a)주위에서 대략 반경방향으로 유체를 본체(10)의 외측으로 토출하는 화살표(14b)로 개략표시된 장치를 갖는다.The configuration of FIG. 2B differs from the configuration of FIG. 2A as follows. That is, the
도시하지 않은 다른 변형에 있어서, 유체의 외측면이 오목한 표면을 갖도록 플랩(14a)을 내향하여 만곡시켜도 좋다. 따라서 토출장치는 외측면유 방향과, 본체(10)에 대해대략 접선 방향으로 작용한다.In another variation, not shown, the flap 14a may be curved inward so that the outer surface of the fluid has a concave surface. The discharge device thus acts in the direction of the outer surface oil and in the direction tangential to the
제2c도의 구성예에 있어서, 제2a도의 실시예의 요소외에, 일반적으론 제1사분원(10a)내에 진공을 발생하기 위한 장치(12)가, 또한 플랩(14a)과 흡입장치(12a) 사이에서 프로필의 접선방향으로 작용하는 화살표(12b)로 표시된 토출장치를 갖는다.In the configuration of FIG. 2C, besides the elements of the embodiment of FIG. 2A, a
도시하지 않은 또다른 실시예에 있어서, 제2b도 및 제2c도의 구성상의 특징들이 조합될 수 도 있다. 또한, 흡입장치(12a)와 플랩(14a)사이에 장치(12b)와 같은 접선 방향 토출장치를 복수개 설치해도 좋다.In another embodiment, not shown, the structural features of FIGS. 2B and 2C may be combined. Further, a plurality of tangential discharge devices such as the device 12b may be provided between the suction device 12a and the flap 14a.
역시 도시하지 않은 또다른 구성예에 있어서, 제 1 사분원(10a) 주위의 유체유에 작용하는 진공이 제2c도의 장치(12b)와 같은 토출장치에 의해 발생된다. 말할것도 없이 이 변형에는, 외측면유 및 내측면유를 분리하기 위한 장치(14)의 임의의 구성예와 조합시키는 것이 가능하다.In yet another configuration example, not shown, the vacuum acting on the fluid oil around the first quadrant 10a is generated by a discharge device such as the device 12b of FIG. 2C. Needless to say, in this modification, it is possible to combine with any configuration example of the
제2d도는 본 발명의 또다른 구서예를 나타낸것으로, 이 구성예에서는 외측면유 및 내측면유를 분리하기 위한 장치가 플랩을 갖지 않는다. 그 대신, 제 4 사분원에 있어, 내측면유에 있어서의, 본체(10)에 대해, 거의 접선방향으로 본체(10)로 부터 외향하게 유체를 토출하기 위한 토출장치(14c)만이 사용된다.Figure 2d shows yet another embodiment of the present invention, in which the device for separating the outer side oil and the inner side oil does not have a flap. Instead, in the fourth quadrant, only the discharging device 14c for discharging the fluid outward from the
따라서, 제2a도 내지 제2d도에서 보는 바와같은 장치들의 어느 하나, 특히 흡입장치(12a)에 의해 외측면유가 프로필을 연하도록하는 진공 또는 저압을 얻을 수 있다.Thus, any one of the devices as shown in FIGS. 2a to 2d, in particular the suction device 12a, can obtain a vacuum or low pressure which causes the outer surface oil to soften the profile.
제 3 도는 보너체(110)가 축(X-X')에 대해 대칭형인 두껍고 둥근 프로필을 갖는 성행 발명의 특징을 나타낸다. 좀더 상세하게 말하면, 본체(110)의 프로필은 제 3 도에서 보는 바와같이, 그 두께가 전방으로부터 후방으로 증가하는 신장된 전연부(110a)와, 그 두께가 전방으로부터 후방으로 감소하는 후연부(110b)를 갖는다.3 illustrates a characteristic of the prevailing invention in which the
특별한 형태에서, 선행 발명 프로필의 후연부는 그 직경이 프로필의 최대폭과 같은 본질적으로 반원이다. 또한, 전연부는 반타원이나, 기타의 원활한 곡선이 사용될 수도 있다. 여기에서 프로필의 최대폭을 e, 그의 길이 또는 현을 1이라 한다면, 그들 비율(e/l)은 이 경우 0.5보다 약간 크지만 일반적으로 0.50과 1.00 사이이다.In a particular form, the trailing edge of the prior invention profile is essentially a semicircle whose diameter is equal to the maximum width of the profile. In addition, the leading edge may be a semi-ellipse, or other smooth curve may be used. If the maximum width of the profile here is e, its length or chord is 1, then their ratio (e / l) is slightly larger than 0.5 in this case but is generally between 0.50 and 1.00.
이런 프로필을 사용함으로서, 프로필의 대치욱(X-X')을, 구동력(P)을 주려는 방향으로 유체유동(즉, 바람) 방향에 대해 영각(i)만큼 경사지게 하면, 구동력을 증가시킬 수 있다. 또한, 프로필 전방부의 신장된 형상은 본체로부터의 유체 분류의 분리를 지연시키며, 그에 따라 투과성 구역(54)의 면적, 나아가서는 필요한 흡입동력을 감소시킬 수 있게 하여, 에너지 절약을 한층 증진시킬 수 있다.By using such a profile, the driving force can be increased by inclining the X-X 'of the profile by the angle of inclination (i) with respect to the fluid flow (ie wind) direction in the direction to give the driving force (P). . In addition, the elongated shape of the profile front retards separation of the fluid fraction from the body, thereby allowing to reduce the area of the
제 3 도의 장치, 제2a도의 경우와 같이 투과성 구역(54)과 플랩(14a)을 갖는다. 이러한 구성은 소비된 흡입 에너지에 대한 구동력(P)의 비율을 높게한다. 또한, 제2b도 내지 제2d도의 실시예의 다양한 흡입장치중 어느 것도 제 3 도의 비원형 프로필에 적응될 수 있다.As in the case of the apparatus of FIG. 3, FIG. 2a, it has a
제 3 도에 있어서, 양 측면유(11 및 13)를 분리하기 위한 장치는, 본체(110)의 외측에서 반경방향으로 설치된 평탄한 강성플랩(14a)으로 구성된다. 계수(Cz)는 플랩의 길이와 함께 증가하므로, 플랩(14a)의 길이는 적어도 R/2에서 길이 R까지 증가하며(여기서, R은 본체(110)의 반원형 후연부(110b)의 반경이다). 그 이상에서는 실질적으로 성능이 향상되진 않는다. 환언하면, 플랩(14a)은,제 3 도의 프로필의 최하점 보다 하방의 점까지 신장한다. 이 구성은 특히, 외측 면유가 본체로부터 분리하는 위치 즉, 제 3 도에 도시된 외측면의 후연부(110b)의 개시점 근방에 투과성 구역(54)이 위치할때 특히 유리하다. 이 위치는 측(OX)으로부터 약 65°와 150°사이이다(여기서, 0는 용기(110)의 단면 원의 중심이며, 그 각도는 시계방향으로 측정된다). 실제로, 투과성 구역은 더욱 작아질 수 있다. 즉, 제3도에서 보는 바와같이, 각도(β)를 축(OX)으로부터 약 100˚부분을 중심으로하는 약 45˚까지로 작게할 수 있고, 따라서 투과성 구역은 축(OX)에서 약 85˚에서 약 130˚까지 신장한다. 환언하면, 투과성 구역(54)은 전연부로부터 측정하여 현의 60%와 90% 사이에 신장한다.In FIG. 3, the apparatus for separating both
구역(54)에서의 유체투과성(즉, 다공성)은 항상 동일할 필요는 없으며, 경우에 따라 후술하는 바와같이 조절될 수 잇다. 그것은 20%와 50%사이로 선택되는 것이 바람직하다. 또한, 투과성 구역(54)은 전술한 각도 범위 내에서 2개 또는 그 이상의 분리된 구역을 갖도록 배치해도 좋다. 이 구성은 특히 흡입 유량이 한정되는 경우에 유리하다. 또한, 본체(10또는 110)내에서 발생하는 내압은 적어도 외압에서 투과성 구역(54)에 있어서의 압력감소 및 그밖의 유동손실을 뺀값보다 작지 않으면 안된다. 그러나, 에너지 경제상, 흡입동력은 유체 경계층의 흡입에 필요한 동력만으로 한정된다.The fluid permeability (ie porosity) in
또한, 플랩(14a) 축(X-X')에 대하여 투과성 구역(54)의 반대측 축, 즉 바람의 상류측에 있어서, 축(OX')에 대하여 일정각도 경사져 잇는 것이 바람직하다. 이 경사각도는 , 높은 계수(Cz)를 얻고자 하는 경우에는 30˚와 45˚사이이며, 그리고 양력계수(Cz)와 향력계수(Cx)간의 비율의 최대치를 높게하고자 하는 경우에는 15˚와25˚로 된다. 플랩은 하나만을 설치하여,후술하는 바와같이, 소망의 구동력 방향에 따라 축(X-X')(전술한)의 1측으로부터 타측으로 운동할 수 있도록 구성해도 좋다.Moreover, it is preferable to incline a certain angle with respect to the axis OX 'in the axis | shaft on the opposite side of the
말할필요도 없이,전술한 흡입장치의 구성예들은 하등 제한적인 것이 아니며, 제 3 도의 실시예에 단독 또는 조합되어 사용될 수 있다. 또 다른 예로서, 제4a도 내지 제4d도는 본 발명에 사용되는 흡입장치의 다양한 실시예를 도시한다. 이들 흡입장치는 구동력(P)을 주려는 방향에 따랄 실질적으로 제 1 사분원(10a) 또는 제 4 사분원(10d)에서 진공 또는 저압을 발생한다. 이들 흡입장치는, 본체 표면의 후연부에서의 얇은 외측(즉, 바람의 하류측) 유체분류 또는 경계측의 분리를 방지하여 난류를 제한할 수 있게 한다.Needless to say, the above-described configuration of the suction device is not at all limited and can be used alone or in combination with the embodiment of FIG. As another example, FIGS. 4A-4D show various embodiments of a suction device used in the present invention. These suction devices generate a vacuum or low pressure in the first quadrant 10a or the fourth quadrant 10d substantially depending on the direction in which the driving force P is to be applied. These inhalation devices make it possible to limit turbulence by preventing thin outward (i.e., downstream of the wind) fluid fractionation or boundary side separation at the trailing edge of the body surface.
이것을 행하기 위해, 제4a도 및 4b도에 도시된 본체(10)는 유체 투과성 용기(101)와 비투과성 용기(102)를 가지며, 비투과성 용기는 그 원주의 일부에 투과구역각도(β)(제2a도 참조)의 폭의 슬롯(16)을 갖는다. 제4a도의 실시예에서는, 투과성 용기(110)가 비투과성 용기(102)외측에 설치되지만, 제4b도의 실시예서는 그것이 역으로 된다. 투과성 용기(101)는 다공성 또는 천공된 벽 또는 메시, 격자, 슬롯등의 시스템으로 구성된다. 투과성구역(54)은 제 1 사분원 내에 위치하는 것이 바람직하지만, 약 25˚까지 제 2 사분원내로 신장되어도 좋다. 말할필요도 없이, 구동력의 방향을 반전 시키고자 할때는 상기조건은 역으로되어, 투과성 구역은 제 4 사분원에 있게되며, 그리고 경우에 따라 제 3 사분원까지 신장할 수도 있다. 여기에서, 슬롯(16)을 제 1 사분원으로부터 제 4 분원으로 이동시키기 위해서, 유체 비투과 용기(102)를 지향가능한 구성으로 해도 좋다.To do this, the
제 4c도의 구성에는 제4a도 및 제4b도의 구성을 개량한 것으로서, 운전중에 각도(β)를 조절할 수 있는 것이다. 이를 위해서, 유체 비투과성 용기(102)는 실제로 2개의 용기(103,104)로 구성되며, 그리고 그중 적어도 일방의 지향 가능하도록 되어 있다. 여기에서도 용기 (104')가 축(XX')에 대하여 대칭이면, 참고부호(116)로 표시한 용기(103)의 변위에 의해 슬롯(16)의 폭을 변경하는 것과, 그 슬롯을 본체 상부(도면에서 볼때)로부터 본체 하부로 또한 그 역으로 변위시키는 것이 가능하다.In the configuration of FIG. 4C, the configurations of FIGS. 4A and 4B are improved, and the angle β can be adjusted during operation. For this purpose, the fluid
제4d도의 변형예에서는, 후술하는 바와같이, 추진력의 방향을 변경하려 할때, 단일 조작으로 플랩과 활동 투과구역과의 지향이 동시에 행해진다. 이 실시예에 있어서, 중공의 본체(10)는 고정된 내측용기(105)(투과성 구역(54, 54')를 제외하고는 비투과성)와, 커버 또는 셔터로서 작용하여 외측지향 가능한 비투과 용기(106)를 갖고 있어, 이 용기의 변위에 의해 투과성 구역(54) 또는 (54')중의 어느것을 덮어 씌울수 있다.In the modification of FIG. 4D, as described later, when attempting to change the direction of the driving force, the directing of the flap and the active transmission zone is simultaneously performed in a single operation. In this embodiment, the
도시하지 않는 변형예에 있어서, 투과성 구역은, 본체(10)의 용기에 형성되어 본체의 내측으로 개구한 게이트의 형으로 해도 좋다.In the modified example which is not shown in figure, the permeable area | region may be made into the shape of the gate formed in the container of the
구동력의 방향을 역으로할 경우(유체유동의 방향이 변경될 경우), 플랩(14)의 사분원과 천공구역(54)과를 서로 교환하지 않으면 안된다. 제5a도 및 제5b도는 다중 플랩의 두 실시예를 나타내며, 이 실시예는 제 3 도의 실시예(또는 다른 실시예)에 적용되어, 플랩(14)을 제 1 사분원과 제 4 사분원 사이에서 반전시킬 수 있다. 제5a도에서 보는 바와같이, 본 발명의 장치는, 축(X-X')에 대해서 대칭적으로 배치된 2개의 반경방향의 평탄한 플랩(14a, 14b)을 갖는다. 도면에서 알수 있는 바와같이, 플랩(14a, 14b)은 각각 본체(10) 형성된 각 반경방향 슬롯(18a,18b)내로 후퇴되어 본체 프로필에 대해 완전히 수축될 수 있다. 좀더 구체적으로 말하면, 1방의 플랩(14a 또는 14b)이 신장될때, 타방의 플랩은 수축된다. 이렇게하여 구동력(P)의 방향 반전이 가능하다.When the direction of the driving force is reversed (when the direction of the fluid flow is changed), the quadrant of the
제5b도는 또다른 구성예를 나타내며, 여기에 있어서도 상기 실시예와 같이 2개의 플랩(14a, 14b)이 축(X-X')에 대해서 대칭적으로 배치되어 있다. 플랩은 각각 본체(10)의 도선(20)에 연하여 피벗식으로 설치되며, 따라서 본체상에 대해 당접하도록 회전할 수 있다. 이들 플랩은 평탄형 형으로 해도 좋고, 또는 본체(10)주위로의 유체의 유동을 방해하지 않도록 본체(10)프로필에 밀착하는 내향만곡 형상으로 해도 좋다.FIG. 5B shows another configuration example, and two flaps 14a and 14b are arranged symmetrically with respect to the axis X-X 'as in the above-described embodiment. The flaps are each pivotally attached to the
제5a도의 변형예에서와 같이, 구동력(P)을 주려는 방향에 따라, 일방의 플랩(24b)의 본체(10)상으로 당접하는 반면, 타방의 플랩(24a)은 호라동적인 위치에 있게된다.As in the modification of FIG. 5A, the flap 24a on the other side is brought into the arcuate position while abutting on the
제5c도는 본체(10)상에 설치되는 단일의 평탄한 반경방향 플랩(14a)을 갖는 또다른 변형예를 도시한다. 여기에서 플랩(34a)은 구동력을 주려는 방향에 따라, 각 위치가 조절될 수 있게 본체(10)의 축 주위로 이동할 수 있으며, 또한 제 4 사분원과 제 1 사분원사이에서 이동할 수 있도록 설치한다.FIG. 5C shows another variant with a single flat radial flap 14a mounted on the
말할필요도 없이, 이들이외의 다른 플랩구성도 가능하다. 예를들어, 2개의 평창자재한 플랩을 축(X-X')에 대해 대칭적으로 설치할 수도 있으며, 그 장치에 의해 발생되어야할 구동력의 방향에 따라 플랩들을 서로 교대로 팽창할 수 있다.Needless to say, other flap configurations besides these are possible. For example, two flat flaps may be installed symmetrically about the axis X-X ', and the flaps may be alternately inflated with each other according to the direction of the driving force to be generated by the device.
유사 반경 방향 또는 반경 방향 토출장치(14b)(제2b도)는, 외측면유를 가속시키면서, 외측면유나 내측면유 사이의 유체 플랩과 같이 작용한다. 유사 접선 방향 또는 접선 방향 토출장치(12b, 14c)(제2c도 및 제2d도)는, 본체(10)의 벽에 대한 마찰에 의해 에너지를 손실하는 얇은 유체 분류를 구동하며, 또 유도된 효과에 의해 다른 유체분류층을 구동한다.The pseudo radial or radial discharge device 14b (FIG. 2B) acts like a fluid flap between the outer side oil and the inner side oil while accelerating the outer side oil. Pseudo tangential or tangential ejection devices 12b and 14c (FIGS. 2C and 2D) drive thin fluid fractions that lose energy by friction against the walls of the
제5c도의 변형예는 제4d도의 것과 함께 사용되어, 제 6 도에 나타낸 바와같이 구성될 수 있다. 여기에서 본체(10)는 제 3 도와 같이 둥근 신장된 전연부(110a)와 반원형의 후연부(110b)를 갖는 것이 바람직하다. 본체(10)에는 전술한 바와같은 위치와 치수의 2개의 투과성 구역(54, 54a)이 축(XX')에 대해 대칭적으로 설치된다. 단일 부품의 원호형상의 외측 용기 또는 셔터(106)(제4d도와 같은)가 본체(10)의 외측으로 가동하도록 설치되며, 제4c도 및 제4d도에서와 같이 일방의 투과성 구역(54 또는 54a)의 각도 크기를 조절함과 동시에 타방의 투과성 구역을 폐쇄한다. 플랩(14a)은 셔터(106)의 원호의 중심에 취부되어 그와 함께 운동한다. 이렇게 하여, 제 4 사분원으로부터 제 1 사분원으로 조립체(106,14a)를 변위시킴으로써 구동력의 방향을 변경시킬 수 있다.The variant of FIG. 5C can be used in conjunction with that of FIG. 4D and can be configured as shown in FIG. Here, it is preferable that the
제 7 도는 전술한 구성에 사용하기 위한 또 다른 프로필(210)을 도시한다. 이 경우, 전연부(210a)는 반타원의 형태로 되어(제 6 도 참조), 반원형의 후연부(210b)에 원활하게 접속한다. 즉, 후연부의 반원의 직경은 전연부의 타원의 단경(minor diameter)과 같다. 이 실시예에 있어서, 타원은 길이에 대한 폭의 비율이 약 0.5으로서 환언하면 타원의 단경은 장경의 약 0.5배다. 따라서 프로필의 전체길이에 대한 폭의 비율은 약 0.66이 된다.7 shows another
제 6 도의 경우에서와 같이, 대칭적으로 설치된 2개의 투과성 구역(54, 54a)이 제공된다. 1형태에서 그들 구역은 축(XO)으로부터 약 85도와 130도 사이에서 신장하며, 약20% 내지 50%, 바람직하기는 30%와40% 사이의 다공율을 갖는다. 플랩(14a)은 원호형 셔터(206)상에 있으며, 셔터는 플랩(14a)의 사분원의 선택과 그 경사각도의 설정을 행하며, 활용 투과성구역을 54로부터 54a로, 또 그역으로 변환시킴과 동시에, 사용되지 않는 쪽의 구역을 폐쇄하도록 조절한다.As in the case of FIG. 6, two symmetrically installed
제 8 도는 본 발명의 개량된 프로필(310)을 나타내며, 이 프로필은, 소비 에너지에 대한 유효 구동력이 제 7 도의 형상보다 약 20%까지 증가되는 것을 알 수 있다. 이 형태의 프로필(310)도 축(X-X')에 대해 대칭형이며, 그의 후연부(310b)는 일부가 원호(AB)로 형성되어 있다. 후연부(310b)의 나머지 부분과 전체 전연부(310a)와는 원호(AB)에 원활하게 접합하는 부분 타원(반타원보다 큰)형상인 것이 바람직하다. 바람직한 특수한 형태에 있어서, 원호(AB)는 축(OX')에 대해 대칭이며 그 중심(0)에 대해 90도를 이루고 있다. 중심(0)은 전연부(310a)의 선단으로부터 전체프로필 길이의 약 74%만큼 떨어져 있으며, 이 원호의 반경은 프로필 길이의 약 26%다. 이 프로필은, 타원단부에 90˚의 원호의 갖는 장경에 대한 단경의 비가 약 0.66인 타원이다. 플랩(14a)은 축(OX')로부터 약 35도 지점에 위치한다. 셔터(306)는 전의 경우와 같이 원호형으로 하며, 그리고 필요에 따라 본체(310)와 셔터와의 사이에 주지의 적당한 시일이 제공되며, 이와 달리 셔터(306)는, 그것이 중첩되는 프로필 부분에 합치하는 형상, 즉, 원호형이 아닌, 타원호형으로 해도 좋다. 또한 그밖의 셔터 디자인도 사용될 수 있다.8 shows an
제 8 도의 구성은 또한, 투과성 구역을 작게하는 이점이 있다. 다공율이 약 45%인 경우, 투과성 구역(축(X-X')에 투영된 것과 같은)은, 전연부 선단으로부터 프로필 길이의 약 75%로부터 프로필 길이의 약 91%까지 신장한다. 이에 비해 제 7 도의 형태에서는 투과성 구역이 선단으로부터 프로필의 길이의 약 63% 내지 88%까지 신장한다. 투과성 구역을 이보다 작게할 경우, 본체내의 필요한 압력 강하를 달성하기 위해 흡입장치에 의해 요구되는 동력을 보다 감소시킴으로써 장치의 에너지 절약을 향상시킬 수 있다.The arrangement of FIG. 8 also has the advantage of making the permeable zone small. At a porosity of about 45%, the permeable zone (such as projected on the axis (X-X ')) extends from about 75% of the profile length to about 91% of the profile length from the leading edge. In contrast, in the form of FIG. 7 the permeable zone extends from the tip to about 63% to 88% of the length of the profile. If the permeable zone is made smaller than this, the energy saving of the device can be improved by further reducing the power required by the suction device to achieve the required pressure drop in the body.
다수의 추진력 발생장치의 Cz때 CA의 곡선을 도시하는 제 9 도로부터 본 발명의 이점들이 보다 용이하게 명백해질 것이다. 제 9 도에 나타나있는 결과는 모두 본체의 현에 대한 길이의 비가 약 6인 장치에 있어서 얻어진 것이다. 동도로부터 알수있는 바와같이, 곡선의 구배가 급할수록 소비된 동력의 증가에 대한 Cz의 증가의 이익은 보다 커진다. 실제적으로, 흡입을 위한 압력 강하를 제공하는 팬에서 소비된 동력이 너무 크지 않도록 하기 위해, 에너지 계수(CA)가 0.2를 초과하지 않는 것을 결정했다. 또한 5 이하의 Cz값은, 투자된 경비와 얻을 수 있는 이익에 대해 거의 실제적인 값이 되지 않는다. 따라서, CA의 유효 구역은 약 0.1과 0.2 사이에 존재하게 된다.Advantages of the present invention will be more readily apparent from FIG. 9, which shows the curve of C A at Cz of a number of propulsion generating devices. The results shown in FIG. 9 are all obtained for an apparatus in which the ratio of the length to the string of the main body is about six. As can be seen from the figure, the steeper the slope of the curve, the greater the benefit of the increase in Cz over the increase in power consumed. In practice, it has been determined that the energy factor C A does not exceed 0.2 in order to ensure that the power consumed in the fan providing the pressure drop for suction is not too large. In addition, a Cz value of 5 or less is hardly a practical value for the invested expense and the profits that can be obtained. Thus, the effective area of C A will be between about 0.1 and 0.2.
제 9 도의 곡선 1은 매그너스 효과 로우터 장치(단부판 없음)의 운전에 대한 시험결과를 나타낸다. 이로부터 알 수 있는 바와같이, 에너지 소비의 유효구역내에서 장치의 양력계수(Cz)는 4와 약 5.1사이에 달하게 된다.Curve 1 in FIG. 9 shows the test results for the operation of the Magnus effect rotor device (no end plate). As can be seen from this, within the effective area of energy consumption the lift coefficient (Cz) of the device is between 4 and about 5.1.
곡선 2는 비교를 위한 흡입 원형 실린더에 대한 결과를 나타내며, 여기에서는 CA의 값이 보다 큰 구역에서는 Cz의 값이 매그너스 효과 장치보다 크게 되지만, 유효 구역내에서는 매그너스 효과 장치보다 효과적이지 않고, Cz의 값은 약 2와 4 사이로 한정된다. 그런, 제 7 도에 나타낸 구성에서는 곡선 3에 의해 나타낸 결과가 얻어지며, 이로부터 알수 있는 바와같이, 동일한 허용 에너지 소비에 대해 보다 큰 유효치의 Cz(약 4.5로부터 약 6까지)이 제공된다.
곡선 2와 3을 비교하면, 프로필의 신장된 전연부는 구동력을 발생하기 위해 필요한 흡입 에너지 소비를 원형 프로필 보다도 작게 하는 것이 가능함을 알 수 있다. 즉, 풍력 추진의 경우, 본체(10)의 프로필의 대칭축(XX')과 풍향 사이에 형성되는 영각(i)이 30도 내지 35도에 근접한다면, Cz=5를 얻기 위한 강성의 원통형 용기(50)의 투과 구역(54)에 있어서 흡입에 필요한 에너지 소비는, 동일한 투영 표면적을 갖는 비교적 원형의 단면을 갖는 본체와 비교할때, 약 절반으로 감소될 수 있다.Comparing
본 발명의 제 8 도에 도시된 바와같은 실시예의 성능은, 제 9 도의 곡선 4로 나타내지며, 여기에서는 기타의 구성에 비교하여, 소정의 CA에 대해 보다 높은 Cz가 얻어지거나, 역으로 소정의 Cz에 대해 팬에 필요한 에너지가 실제 보다 낮은 것을 나타내고 있다. 이것에 의하며, 동일한 구동력을 얻는 경우, 제 7 도 형태에 비해 20%의 에너지 절감이 가능해진다.The performance of the embodiment as shown in FIG. 8 of the present invention is shown by curve 4 in FIG. 9, where a higher Cz is obtained for a given C A or vice versa compared to other configurations. For Cz, the energy required for the fan is lower than it actually is. According to this, when the same driving force is obtained, energy saving of 20% is possible compared with that of FIG.
제 2 도 내지 제 5 도의 다양한 구성에는 제 8 도의 프로필 형태와 함께 사용될 수 있다. 상기한 선행 대한미국 특허출원의 제2a도 내지 제2d도, 제3a도 내지 제3d도, 제4a도, 제5a도 내지 제5b도, 제6a도 내지 제6a도, 제8a도 내지 제8e도, 제9a도 내지 제9e도 및 제10도 내지 제15도에 관해 그 출원에 서술한 바와같이, 본원의 제3도,제6도 및 제7도의 장치 및, 그 변형에의 구성과 용도는 제 8 도의 개량된 형태에도 동일하게 적용된다.Various configurations of FIGS. 2-5 may be used with the profile form of FIG. 8. 2a to 2d, 3a to 3d, 4a, 5a to 5b, 6a to 6a, 8a to 8e of the above-mentioned prior US patent application As described in the application with respect to FIGS. 9A to 9E and 10 to 15, the apparatus of FIGS. 3, 6 and 7 of the present application, and its configuration and use to its modifications The same applies to the improved form of FIG.
전술한 바와같이, 본 발명의 장치는, 선박과 같은 가동체의 운동을 제어하며, 또한 교류 발전기를 구동하기 위하여 그 장치를 이용하여 에너지 특히 전기 에너지 또는 동력을 발생시키기 위해 사용되기도 한다.As mentioned above, the apparatus of the present invention is used to control the movement of a movable body, such as a ship, and also to generate energy, in particular electrical energy or power, using the apparatus to drive an alternator.
물론, 본 장치의 적용에 있어서, 바람 또는 그밖의 유체의 방향을 검출할 수 있는 장치를 구비하는 것이 유리하다. 이 검출 장치는 풍향에 대해 소정의 영각(i)을 발생하도록 본체의 축(X-X')을 자동적으로 지향시키는 서어보 제어장치를 주지의 방법으로 작동시킬 수 있다.Of course, in the application of the device, it is advantageous to have a device capable of detecting the direction of the wind or other fluid. This detection device can operate the servo control device which automatically directs the axis X-X 'of the main body so as to generate a predetermined angle of incidence i with respect to the wind direction.
본 발명의 추진력 또는 구동력 발생 장치가 에너지 생산에 적용될 경우의 구체예로서는, 바람 또는 그밖의 다른 유체의 존재 장소에서, 여기서 설명되는 바와같은 구동력 발생 장치의 수개를 서로 수직 또는 수평으로 하여 폐쇄된 회로를 형성하도록 배치하여, 풍력에 의해 그들 장치가 1개의 고정점의 주위에서 이 회로에 연하여 작동하는 것에 의해 발전기를 구동하여 전기를 생산하는 구성이 가능해진다. 또한, 본 장치는 수평축, 2중 또는 다중 날개 깃, 풍력 발전기의 날개깃으로서 사용될 수도 있다. 여기에서 회전 방향으로 발생하는 구동력에 의해 그들 날개 깃으로서의 장치의 이 축을 중심으로하는 회전이 발전기 또는 펌프르 직접 구동하도록 이용된다. 이 경우, 날개 깃을 형성하는 본 장치의 회전을 플랩의 스핀닝(spining)에 기인하여 자동적으로 발생하며, 원심력에 의해 공기가 내부로 흡입되며, 그 주연부를 향해 이동된다. 본 발명의 장치에 의해 얻어지는 높은 구동력에 의해, 단일의 날개깃 요소를 갖는 풍력구동 발전기에서도, 종래의 다익 풍력구동 발전기에 비교할 수 있는 효과를 얻을 수 있다. 마지막으로 본 발명의 장치는 상당히 다양한 형식의 로우터리 또는 추진장치의 종래의 날개깃 또는 베인의 대체용으로 사용될 수도 있다.As a specific example when the driving force or driving force generating device of the present invention is applied to energy production, in a place where wind or other fluid is present, a closed circuit is formed by vertically or horizontally several several driving force generating devices as described herein. Arranged so as to form, it is possible to drive the generator to generate electricity by operating the device in conjunction with this circuit around one fixed point by the wind. The apparatus may also be used as a horizontal shaft, double or multiple wing vanes, as a vane of a wind generator. Here, the rotational force about this axis of the device as their vane is used to drive the generator or pump directly by the driving force generated in the direction of rotation. In this case, rotation of the apparatus forming the vane automatically occurs due to the spinning of the flap, and air is sucked into the inside by the centrifugal force and moved toward the periphery thereof. Due to the high driving force obtained by the apparatus of the present invention, even in a wind driven generator having a single vane element, an effect comparable to that of a conventional multi-wing wind driven generator can be obtained. Finally, the device of the present invention may be used as a replacement for conventional vanes or vanes of a substantial variety of types of rotary or propulsion devices.
본 발명은 상술한 특정한 실시예에 한정되지 않으며, 그 모든 변형예를 포함한다. 따라서, 포로필은, 그 1단부로부터 타단부로 변화하기도 한다. 동일하게 흡입장치, 토출장치와 플랩을 구성하는 다양한 장치의 위치는 상이할 수도 있으며, 본체의 길이의 1단부로부터 타단부로 점차 변화하기도 한다. 이러한 목적을 위해, 본체는 서로 독립적으로 지향될 수 있는 다수의 부분들로 세분될 수도 있다. 플랩은 또한 가용성 재료로 제조 되기도 하며, 그것은 본체의 길이의 1단부로부터 타단부까지 상이한 위치를 점유하기도 한다.The present invention is not limited to the above specific embodiments, and includes all modifications thereof. Therefore, the captive fill may change from the one end to the other end. Similarly, the positions of the various devices constituting the suction device, the discharge device and the flap may be different, and may gradually change from one end of the length of the main body to the other end. For this purpose, the body may be subdivided into a number of parts that can be directed independently of one another. The flap is also made of soluble material, which may occupy different positions from one end of the body to the other end.
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