專利名稱：通過轉(zhuǎn)向流體流作用的附加驅(qū)動裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種基于馬格努斯效應(yīng)工作的驅(qū)動裝置的應(yīng)用，其目的在于對于一個已有的驅(qū)動裝置的附加驅(qū)動。
背景技術(shù)：
已公開了風(fēng)力附加驅(qū)動裝置，它基于馬格努斯效應(yīng)(馬格努斯，1852)，它對此利用其它物理基礎(chǔ)(Prantl.1904)并在Flettner轉(zhuǎn)子(Flettner，1922)的開發(fā)中以用于船動力裝置的“Flettner轉(zhuǎn)子”得到其第一次實(shí)現(xiàn)，參見GB-A2 102755(Blohm & Voss)。
以AVA，Gttingen(1922-1924)的試驗(yàn)為基礎(chǔ)并通過Germania-Werft對帆船“Buckau”(1924)和RMS“Barbara”(1926)的改裝獲得“Flettner轉(zhuǎn)子”。
在這些風(fēng)力附加驅(qū)動裝置中，風(fēng)和行駛風(fēng)直接吹到被驅(qū)動的轉(zhuǎn)動的圓柱體(轉(zhuǎn)子)上，通過馬格努斯效應(yīng)，產(chǎn)生一個不是不顯著的驅(qū)動力。
這種附加驅(qū)動裝置的缺點(diǎn)是，它只能在確定的風(fēng)向(在行駛方向上最多兩個羅經(jīng)(Strich)時產(chǎn)生驅(qū)動。
出于這種原因，這種公知的附加驅(qū)動裝置不能用在相對快地運(yùn)動的運(yùn)輸工具，因?yàn)橛蓮?qiáng)行車風(fēng)引起整個風(fēng)入流基本從前面進(jìn)行并且因此處于作用范圍之外。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種附加驅(qū)動裝置，它即使在流體流直接從前面流入時也可產(chǎn)生驅(qū)動。
所述的流體或者為空氣、氣體或者為液體。舉例可能是針對空氣流，但本發(fā)明也適用所有類型的流體流(權(quán)利要求1，2，17，20)。
本發(fā)明構(gòu)思在于從前面流入的行駛流體轉(zhuǎn)向到旋轉(zhuǎn)的圓柱體上，基于馬格努斯效應(yīng)，產(chǎn)生前行驅(qū)動(Vortrieb)。對此，附加驅(qū)動裝置與運(yùn)輸工具連接，運(yùn)輸工具本身具有獨(dú)立的另一驅(qū)動裝置，它被稱為主驅(qū)動裝置。附加了該主驅(qū)動裝置(在向前定向的驅(qū)動功率的方向上)，應(yīng)用了該附加驅(qū)動裝置，它利用了行駛產(chǎn)生的流體流。這些運(yùn)輸工具特別有利于被附加驅(qū)動并因此減少燃料方面的驅(qū)動能量，它們具有50km/h-100km/h之間的正常速度范圍，特別是在80km/h左右的范圍中。這里優(yōu)選地說明的、但不僅限于此的陸上運(yùn)輸工具、如載重車或轎車以相對快的速度運(yùn)動(相對地面測量)，盡管如此，它們也可在這樣的速度上運(yùn)行，這些速度低于飛機(jī)的速度，它們利用由流體流入流、確切地說在轉(zhuǎn)向后入流的轉(zhuǎn)動圓柱體的附加效應(yīng)?；隈R格努斯效應(yīng)，該附加的驅(qū)動這樣產(chǎn)生，即，在節(jié)省主驅(qū)動裝置需要的明顯量的燃料或原料的情況下，在前行驅(qū)動方向上附加地驅(qū)動運(yùn)輸工具。
該應(yīng)用通過轉(zhuǎn)向從前面進(jìn)入通道中的流體到馬格努斯轉(zhuǎn)子上，改變了從前面進(jìn)入通道中的流體的影響，所述馬格努斯-轉(zhuǎn)子垂直或水平地設(shè)置(權(quán)利要求1，權(quán)利要求2)。
通道形狀的特定構(gòu)造(權(quán)利要求10-12)和轉(zhuǎn)向的特定定向(權(quán)利要求3-7)能夠適用于例如陸上運(yùn)輸工具(權(quán)利要求13)的應(yīng)用，它們是相對快地運(yùn)動的運(yùn)輸工具，其中，行駛風(fēng)(作為流體)基本從前面入流。行駛風(fēng)本身由運(yùn)輸工具的正常驅(qū)動(前行驅(qū)動)(初級)產(chǎn)生并且因此使得該流動的流體的利用成為可能并且由該設(shè)有轉(zhuǎn)向的附加驅(qū)動裝置利用。將旋轉(zhuǎn)的圓柱體從通道的中間位置移動(權(quán)利要求8，9)開可增強(qiáng)所述效應(yīng)。
權(quán)利要求14-16限定了相對快地運(yùn)動的運(yùn)輸工具，它們在相應(yīng)的地之上運(yùn)動，即船和船舶運(yùn)輸工具的速度大于大約10km/h，陸上運(yùn)輸工具的速度要高得多，高于基本上50km/h-100km/h，但明顯低于飛機(jī)的速度，飛機(jī)的速度太高，在其速度范圍中不再能以有利的方式通過馬格努斯效應(yīng)產(chǎn)生附加驅(qū)動裝置的效能，如在前述的速度范圍中的那樣。
可以理解的是，所述應(yīng)用內(nèi)在地也描述了作為驅(qū)動方法的一種方法(權(quán)利要求18)，并且所述裝置作為具有對附加驅(qū)動裝置的限定的裝置包含附加于已有驅(qū)動裝置應(yīng)用的其內(nèi)在功能。
(權(quán)利要求21，22)。
GB-A 371 691(Medvedeff)描述了一種飛船，包括彎角地構(gòu)造的通道，在其中置入電驅(qū)動的三個馬格努斯-轉(zhuǎn)子。這些轉(zhuǎn)子相對于主船的平面水平地設(shè)置并共同構(gòu)造成U形，其中只有中間的轉(zhuǎn)子用于在飛船縱向的推進(jìn)。通過到一個通道的側(cè)向具有的開口，由多個透平吸入空氣并輸送到所述的轉(zhuǎn)子，用于由所述的一個轉(zhuǎn)子產(chǎn)生推進(jìn)力，并且用于產(chǎn)生關(guān)于另外兩個轉(zhuǎn)子的升力。這里沒有描述附加驅(qū)動裝置。GB-A 2 256 410(MacDuff)示出一種根據(jù)在該文獻(xiàn)中的圖4-6的水上運(yùn)輸工具，也可用于根據(jù)其中的圖11的浮動平臺或根據(jù)圖12的潛艇，其中利用了水通道中的水流，該水流通過通道中的泵產(chǎn)生。該驅(qū)動裝置負(fù)責(zé)“船舶運(yùn)輸工具”(作為所述各對象的上位概念)的推進(jìn)，但沒有附加于存在的其它裝置，而是唯一的主驅(qū)動裝置用于船舶運(yùn)輸工具的推進(jìn)。由GB-A 494 093(Gavrilov)在其中的圖1中示出了根據(jù)馬格努斯原理工作的各轉(zhuǎn)子，它們被描述為“類似手指元件”。這些類似手指元件可設(shè)置在船或潛艇的多個部位，對此參見其中的圖4-12，在此沒有詳細(xì)描述哪些位置，但它們附加到船可能存在的主驅(qū)動裝置上。但在這些類似手指元件的設(shè)置中，沒有利用通道中的流體流，而是利用在船側(cè)向流過的未被轉(zhuǎn)向的流體流。


下面描述實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行補(bǔ)充。其中圖1示出了可能的實(shí)施方式，其中行駛風(fēng)F進(jìn)入通道10并向上轉(zhuǎn)向；圖2以圖2a，2b兩個方案示出了從前面看空氣進(jìn)入通道10的視圖；圖3，3a是具有不同轉(zhuǎn)向的方案；圖4，4a是轉(zhuǎn)動的圓柱體的改變了的位置的其它方案；圖5是在轉(zhuǎn)向區(qū)段前具有導(dǎo)流板的方案；圖6是行駛流體向下轉(zhuǎn)向的方案。
具體實(shí)施例方式
圖1示出了第一實(shí)施例，在該實(shí)施例中，行駛風(fēng)F進(jìn)入通道10且在碰到水平設(shè)置的轉(zhuǎn)動的圓柱體20之前向上轉(zhuǎn)向。由此，產(chǎn)生作用于通道10上的第一力30和第二力40。但通過轉(zhuǎn)動的圓柱體產(chǎn)生的驅(qū)動力或橫向驅(qū)動力50大多倍，并且產(chǎn)生“合力”60作為推進(jìn)力。該力傳遞到運(yùn)輸工具Z(未示出)上(在圖2中在通道10下面示出)。在此，也設(shè)置了未進(jìn)一步示出的主前行驅(qū)動裝置，如通過一個傳動裝置驅(qū)動車輪的馬達(dá)。
如圖1所示，進(jìn)入通道10的行駛風(fēng)進(jìn)入一入口10’，而后經(jīng)通道的一區(qū)段導(dǎo)向并在轉(zhuǎn)向部位10”向上轉(zhuǎn)向，以便通到位于較高區(qū)段的轉(zhuǎn)動的圓柱體20。標(biāo)出了圓柱體的旋轉(zhuǎn)速度及方向ω，這樣在圓柱體一側(cè)的相應(yīng)空氣流與其速度相加，而在圓柱體另一側(cè)的空氣流速減去其速度。由此，合成出驅(qū)動力或橫向驅(qū)動力50及與它垂直的力30。合力60傳遞到通道10上并且由那傳遞到運(yùn)輸工具上，在圖2中示出了兩種方案，一種具有完全敞開的空氣入口10，與圖1相同，另一種具有多個通道10*，它們彼此相鄰地沿流體F的流動方向?qū)颍D(zhuǎn)向并導(dǎo)向旋轉(zhuǎn)的圓柱體20，該圓柱體由未示出的馬達(dá)M驅(qū)動并由在圖2示出的軸承18，19支承。
在一個圖中彼此重疊地示出的兩種不同類型的流動導(dǎo)向的該示意圖不應(yīng)對下面的情況搞錯，即圖2的左和右側(cè)、即圖2a和2b分別是針對整個的運(yùn)輸工具Z或者說針對整個運(yùn)輸工具寬度而言的。
如圖2所示，旋轉(zhuǎn)的圓柱體20在該方案中橫向于行駛方向地設(shè)置，而在另一方案中優(yōu)選裝有一些端圓盤70，以進(jìn)一步增強(qiáng)馬格努斯效應(yīng)的作用。該圖以前視圖示出了兩種類型的空氣入口，即通道導(dǎo)向10’或具有一些分開的空氣入口F’的通道導(dǎo)向10*。
流體導(dǎo)向被用一個通道予以正面限定，該通道導(dǎo)引流體，另一方面也被描述為具有“空氣入口”、“輸送空氣管道”及“轉(zhuǎn)向部分”的通道。這應(yīng)被互為補(bǔ)充地理解，一方面為被導(dǎo)引的流體，另一方面為導(dǎo)引流體的物體。該物體在一個連接面10a上與運(yùn)輸工具聯(lián)接。
由馬達(dá)驅(qū)動的圓柱體20的速度優(yōu)選處在這樣的數(shù)量級上，它在通道10中的空氣速度的2倍至4倍之間，它也可與當(dāng)前的運(yùn)輸工具的正常前進(jìn)運(yùn)動速度相協(xié)調(diào)，并且也能夠通過控制裝置改變。正常行駛速度是指運(yùn)輸工具具有的主要速度，例如卡車，它長期在前進(jìn)方向優(yōu)選在80km/h左右范圍行駛，例如機(jī)動車，它限速在50km/h-100km/h的速度上行駛。對于水上運(yùn)輸工具，其速度要低，這總是與介質(zhì)有關(guān)，在其上運(yùn)輸工具“相對快地運(yùn)動”，在此在10km/h以上。
從前面沖入(進(jìn)入通道10中)的空氣流的轉(zhuǎn)向10”在另一方案中以一個不同于90°的角度進(jìn)行，如圖3，3a所示；由此，合力60’改變了方向。
如圖4，4a所示，在另一方案中，通過將圓柱體不設(shè)置在中心而是非對稱地設(shè)置在流體通道10中，可提高由轉(zhuǎn)動的圓柱體20產(chǎn)生的橫向驅(qū)動力50。在旋轉(zhuǎn)的圓柱體20的直徑d相同時，尺寸b，c的不同表明了這一點(diǎn)。
通過這種非對稱設(shè)置，在圓柱體的處于行駛方向側(cè)的空氣的速度被附加地加速，增加了所產(chǎn)生的用于造成橫向驅(qū)動力50的負(fù)壓。
如圖5所示，流體通道在其轉(zhuǎn)向部位10”之前可由一個導(dǎo)流板80覆蓋，以減小行駛流體的空氣阻力。
行駛風(fēng)(作為流體的例子)的轉(zhuǎn)向可以不僅向上而且向下進(jìn)行。由此，如圖6所示，合力60的方向改變。但在這兩種方案中產(chǎn)生推進(jìn)力。
另外一種沒有示出的方案具有一個或多個垂直設(shè)置的旋轉(zhuǎn)的圓柱體20(如對于Flettner轉(zhuǎn)子)?？諝饬鞯霓D(zhuǎn)向在流體通道10中在此向側(cè)面進(jìn)行，以便產(chǎn)生所希望的推進(jìn)力。
通道10可以構(gòu)造成矩形的，如圖1，2(方案1)中所示。通道10也可以被分隔為多個通道；在此，這些通道10*(多個)可分別被構(gòu)造為矩形、橢圓形或圓形，如圖2b所示。
權(quán)利要求
1.一種用于借助一個第一前行驅(qū)動裝置相對快地運(yùn)動的運(yùn)輸工具的前行驅(qū)動裝置的應(yīng)用，該前行驅(qū)動裝置包括一個水平設(shè)置的、優(yōu)選具有端圓盤(70)的旋轉(zhuǎn)的圓柱體(20)，它作為附加前行驅(qū)動裝置，其中通過第一前行驅(qū)動裝置產(chǎn)生的流體流(F)進(jìn)入一個通道(10)中并且在該通道中其方向被轉(zhuǎn)向(10”)并且沖到旋轉(zhuǎn)的圓柱體(20)，由此，基于馬格努斯效應(yīng)在所希望的方向上產(chǎn)生所述附加的驅(qū)動。
2.基于馬格努斯效應(yīng)的一個驅(qū)動裝置的應(yīng)用，該驅(qū)動裝置具有一個垂直設(shè)置的、優(yōu)選具有端圓盤的旋轉(zhuǎn)的圓柱體(20)，該驅(qū)動裝置附加于一個已存在的驅(qū)動裝置，其中流體流(F)在一個通道(10)中其方向被轉(zhuǎn)向地沖到旋轉(zhuǎn)的圓柱體(20)上，并且，在所希望的方向上產(chǎn)生附加的驅(qū)動。
3.如權(quán)利要求1的應(yīng)用，其特征在于所述轉(zhuǎn)向(10”)向上進(jìn)行。
4.如權(quán)利要求1的應(yīng)用，其特征在于所述轉(zhuǎn)向向下進(jìn)行。
5.如權(quán)利要求2的應(yīng)用，其特征在于所述轉(zhuǎn)向向側(cè)向進(jìn)行。
6.如權(quán)利要求1或2的應(yīng)用，其特征在于，進(jìn)行90°的轉(zhuǎn)向。
7.如權(quán)利要求1或2的應(yīng)用，其特征在于進(jìn)行不同于90°角度的轉(zhuǎn)向。
8.如權(quán)利要求1或2的應(yīng)用，其特征在于旋轉(zhuǎn)的圓柱體(20)設(shè)置在轉(zhuǎn)向部位(10”)之后通道(10)的中心。
9.如權(quán)利要求1或2的應(yīng)用，其特征在于旋轉(zhuǎn)的圓柱體(20)在通道中非對稱地設(shè)置，特別是靠近行駛方向側(cè)。
10.如權(quán)利要求1或2的應(yīng)用，其特征在于該通道(10)在轉(zhuǎn)向段之前通過一個導(dǎo)流板(80)覆蓋，特別是在通道(10，10*)的彎曲部位(10”)上方并且在空間上在上方及前面。
11.如權(quán)利要求1或2的應(yīng)用，其特征在于 具有僅僅一個唯一的、橫截面為矩形的通道(10)。
12.如權(quán)利要求1或2的應(yīng)用，其特征在于具有多個通道(10*)，它們具有矩形、橢圓形或圓形橫截面。
13.如權(quán)利要求1或2的應(yīng)用，其特征在于該運(yùn)輸工具是道路或陸上運(yùn)輸工具，特別是載貨車或轎車。
14.如權(quán)利要求1、2或13的應(yīng)用，其特征在于所述相對快的運(yùn)動在150km/h以下，特別是對地面所述的運(yùn)輸工具速度。
15.如權(quán)利要求1、2或14之一的應(yīng)用，其特征在于所述相對快的運(yùn)動大于10km/h，特別是大于基本上50km/h，優(yōu)選在60km/h-100km/h范圍中。
16.如權(quán)利要求1或2的應(yīng)用，其特征在于在水上運(yùn)輸工具中，所述相對快的運(yùn)動是10km/h以上的運(yùn)動。
17.如權(quán)利要求1或2的應(yīng)用，其特征在于該運(yùn)輸工具不是飛機(jī)。
18.根據(jù)權(quán)利要求1或2的用于附加驅(qū)動、特別是運(yùn)輸工具的驅(qū)動的方法，在該運(yùn)輸工具上安裝了附加驅(qū)動裝置，它附加于一個獨(dú)立的、與該附加驅(qū)動裝置有間距的驅(qū)動裝置。
19.如權(quán)利要求18的方法，其特征在于相對地測量，運(yùn)輸工具的正常速度在50km/h-100km/h之間。
20.如權(quán)利要求18的方法，其特征在于所述流體流是空氣并且基本上從前面作為行駛風(fēng)吹入。
21.基于馬格努斯效應(yīng)的附加驅(qū)動裝置，具有一個水平設(shè)置的、具有端圓盤(17)的旋轉(zhuǎn)的圓柱體(20)，其特征在于流體流在一個通道(10，10*)中其方向被轉(zhuǎn)向地沖到轉(zhuǎn)子(20)上，以便在所希望的方向上產(chǎn)生一個附加的驅(qū)動(60)。
21.基于馬格努斯效應(yīng)的附加驅(qū)動裝置，具有一個垂直設(shè)置的、具有端圓盤(17)的旋轉(zhuǎn)的圓柱體(20)，其特征在于流體流在一個通道(10)中其方向被轉(zhuǎn)向地沖到轉(zhuǎn)子(20)上，以便在所希望的方向上產(chǎn)生(附加到主驅(qū)動上的)所形成的驅(qū)動(60)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于馬格努斯效應(yīng)的驅(qū)動裝置的應(yīng)用，用于將附加驅(qū)動附加到現(xiàn)有的驅(qū)動裝置上。本發(fā)明的目的在于，在流體流直接從前面沖入時產(chǎn)生推進(jìn)力。本發(fā)明還涉及一種用于借助一個第一驅(qū)動裝置相對快地運(yùn)動的運(yùn)輸工具的驅(qū)動裝置的應(yīng)用，所述驅(qū)動裝置具有一個水平設(shè)置的、優(yōu)選具有端圓盤(70)的旋轉(zhuǎn)的圓柱體(20)。通過第一驅(qū)動裝置產(chǎn)生的流體流(F)進(jìn)入一個通道(10)中并且在通道中其方向被轉(zhuǎn)向(10”)，接著它沖到旋轉(zhuǎn)的圓柱體(20)上，基于馬格努斯效應(yīng)在所希望的方向產(chǎn)生附加的驅(qū)動。
文檔編號F03D3/00GK101087714SQ200580005782
公開日2007年12月12日 申請日期2005年2月23日 優(yōu)先權(quán)日2004年2月24日
發(fā)明者沃爾夫?qū)ぜs布曼, 彼得·施塔默 申請人:沃爾夫?qū)ぜs布曼有限責(zé)任公司