专利名称：通过转向流体流作用的附加驱动装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种基于马格努斯效应工作的驱动装置的应用，其目的在于对于一个已有的驱动装置的附加驱动。
背景技术：
已公开了风力附加驱动装置，它基于马格努斯效应(马格努斯，1852)，它对此利用其它物理基础(Prantl.1904)并在Flettner转子(Flettner，1922)的开发中以用于船动力装置的“Flettner转子”得到其第一次实现，参见GB-A2 102755(Blohm & Voss)。
以AVA，Gttingen(1922-1924)的试验为基础并通过Germania-Werft对帆船“Buckau”(1924)和RMS“Barbara”(1926)的改装获得“Flettner转子”。
在这些风力附加驱动装置中，风和行驶风直接吹到被驱动的转动的圆柱体(转子)上，通过马格努斯效应，产生一个不是不显著的驱动力。
这种附加驱动装置的缺点是，它只能在确定的风向(在行驶方向上最多两个罗经(Strich)时产生驱动。
出于这种原因，这种公知的附加驱动装置不能用在相对快地运动的运输工具，因为由强行车风引起整个风入流基本从前面进行并且因此处于作用范围之外。
发明内容
本发明的目的在于提供一种附加驱动装置，它即使在流体流直接从前面流入时也可产生驱动。
所述的流体或者为空气、气体或者为液体。举例可能是针对空气流，但本发明也适用所有类型的流体流(权利要求1，2，17，20)。
本发明构思在于从前面流入的行驶流体转向到旋转的圆柱体上，基于马格努斯效应，产生前行驱动(Vortrieb)。对此，附加驱动装置与运输工具连接，运输工具本身具有独立的另一驱动装置，它被称为主驱动装置。附加了该主驱动装置(在向前定向的驱动功率的方向上)，应用了该附加驱动装置，它利用了行驶产生的流体流。这些运输工具特别有利于被附加驱动并因此减少燃料方面的驱动能量，它们具有50km/h-100km/h之间的正常速度范围，特别是在80km/h左右的范围中。这里优选地说明的、但不仅限于此的陆上运输工具、如载重车或轿车以相对快的速度运动(相对地面测量)，尽管如此，它们也可在这样的速度上运行，这些速度低于飞机的速度，它们利用由流体流入流、确切地说在转向后入流的转动圆柱体的附加效应。基于马格努斯效应，该附加的驱动这样产生，即，在节省主驱动装置需要的明显量的燃料或原料的情况下，在前行驱动方向上附加地驱动运输工具。
该应用通过转向从前面进入通道中的流体到马格努斯转子上，改变了从前面进入通道中的流体的影响，所述马格努斯-转子垂直或水平地设置(权利要求1，权利要求2)。
通道形状的特定构造(权利要求10-12)和转向的特定定向(权利要求3-7)能够适用于例如陆上运输工具(权利要求13)的应用，它们是相对快地运动的运输工具，其中，行驶风(作为流体)基本从前面入流。行驶风本身由运输工具的正常驱动(前行驱动)(初级)产生并且因此使得该流动的流体的利用成为可能并且由该设有转向的附加驱动装置利用。将旋转的圆柱体从通道的中间位置移动(权利要求8，9)开可增强所述效应。
权利要求14-16限定了相对快地运动的运输工具，它们在相应的地之上运动，即船和船舶运输工具的速度大于大约10km/h，陆上运输工具的速度要高得多，高于基本上50km/h-100km/h，但明显低于飞机的速度，飞机的速度太高，在其速度范围中不再能以有利的方式通过马格努斯效应产生附加驱动装置的效能，如在前述的速度范围中的那样。
可以理解的是，所述应用内在地也描述了作为驱动方法的一种方法(权利要求18)，并且所述装置作为具有对附加驱动装置的限定的装置包含附加于已有驱动装置应用的其内在功能。
(权利要求21，22)。
GB-A 371 691(Medvedeff)描述了一种飞船，包括弯角地构造的通道，在其中置入电驱动的三个马格努斯-转子。这些转子相对于主船的平面水平地设置并共同构造成U形，其中只有中间的转子用于在飞船纵向的推进。通过到一个通道的侧向具有的开口，由多个透平吸入空气并输送到所述的转子，用于由所述的一个转子产生推进力，并且用于产生关于另外两个转子的升力。这里没有描述附加驱动装置。GB-A 2 256 410(MacDuff)示出一种根据在该文献中的图4-6的水上运输工具，也可用于根据其中的图11的浮动平台或根据图12的潜艇，其中利用了水通道中的水流，该水流通过通道中的泵产生。该驱动装置负责“船舶运输工具”(作为所述各对象的上位概念)的推进，但没有附加于存在的其它装置，而是唯一的主驱动装置用于船舶运输工具的推进。由GB-A 494 093(Gavrilov)在其中的图1中示出了根据马格努斯原理工作的各转子，它们被描述为“类似手指元件”。这些类似手指元件可设置在船或潜艇的多个部位，对此参见其中的图4-12，在此没有详细描述哪些位置，但它们附加到船可能存在的主驱动装置上。但在这些类似手指元件的设置中，没有利用通道中的流体流，而是利用在船侧向流过的未被转向的流体流。
下面描述实施例，对本发明进行补充。其中图1示出了可能的实施方式，其中行驶风F进入通道10并向上转向；图2以图2a，2b两个方案示出了从前面看空气进入通道10的视图；图3，3a是具有不同转向的方案；图4，4a是转动的圆柱体的改变了的位置的其它方案；图5是在转向区段前具有导流板的方案；图6是行驶流体向下转向的方案。
具体实施例方式
图1示出了第一实施例，在该实施例中，行驶风F进入通道10且在碰到水平设置的转动的圆柱体20之前向上转向。由此，产生作用于通道10上的第一力30和第二力40。但通过转动的圆柱体产生的驱动力或横向驱动力50大多倍，并且产生“合力”60作为推进力。该力传递到运输工具Z(未示出)上(在图2中在通道10下面示出)。在此，也设置了未进一步示出的主前行驱动装置，如通过一个传动装置驱动车轮的马达。
如图1所示，进入通道10的行驶风进入一入口10’，而后经通道的一区段导向并在转向部位10”向上转向，以便通到位于较高区段的转动的圆柱体20。标出了圆柱体的旋转速度及方向ω，这样在圆柱体一侧的相应空气流与其速度相加，而在圆柱体另一侧的空气流速减去其速度。由此，合成出驱动力或横向驱动力50及与它垂直的力30。合力60传递到通道10上并且由那传递到运输工具上，在图2中示出了两种方案，一种具有完全敞开的空气入口10，与图1相同，另一种具有多个通道10*，它们彼此相邻地沿流体F的流动方向导向，转向并导向旋转的圆柱体20，该圆柱体由未示出的马达M驱动并由在图2示出的轴承18，19支承。
在一个图中彼此重叠地示出的两种不同类型的流动导向的该示意图不应对下面的情况搞错，即图2的左和右侧、即图2a和2b分别是针对整个的运输工具Z或者说针对整个运输工具宽度而言的。
如图2所示，旋转的圆柱体20在该方案中横向于行驶方向地设置，而在另一方案中优选装有一些端圆盘70，以进一步增强马格努斯效应的作用。该图以前视图示出了两种类型的空气入口，即通道导向10’或具有一些分开的空气入口F’的通道导向10*。
流体导向被用一个通道予以正面限定，该通道导引流体，另一方面也被描述为具有“空气入口”、“输送空气管道”及“转向部分”的通道。这应被互为补充地理解，一方面为被导引的流体，另一方面为导引流体的物体。该物体在一个连接面10a上与运输工具联接。
由马达驱动的圆柱体20的速度优选处在这样的数量级上，它在通道10中的空气速度的2倍至4倍之间，它也可与当前的运输工具的正常前进运动速度相协调，并且也能够通过控制装置改变。正常行驶速度是指运输工具具有的主要速度，例如卡车，它长期在前进方向优选在80km/h左右范围行驶，例如机动车，它限速在50km/h-100km/h的速度上行驶。对于水上运输工具，其速度要低，这总是与介质有关，在其上运输工具“相对快地运动”，在此在10km/h以上。
从前面冲入(进入通道10中)的空气流的转向10”在另一方案中以一个不同于90°的角度进行，如图3，3a所示；由此，合力60’改变了方向。
如图4，4a所示，在另一方案中，通过将圆柱体不设置在中心而是非对称地设置在流体通道10中，可提高由转动的圆柱体20产生的横向驱动力50。在旋转的圆柱体20的直径d相同时，尺寸b，c的不同表明了这一点。
通过这种非对称设置，在圆柱体的处于行驶方向侧的空气的速度被附加地加速，增加了所产生的用于造成横向驱动力50的负压。
如图5所示，流体通道在其转向部位10”之前可由一个导流板80覆盖，以减小行驶流体的空气阻力。
行驶风(作为流体的例子)的转向可以不仅向上而且向下进行。由此，如图6所示，合力60的方向改变。但在这两种方案中产生推进力。
另外一种没有示出的方案具有一个或多个垂直设置的旋转的圆柱体20(如对于Flettner转子)。空气流的转向在流体通道10中在此向侧面进行，以便产生所希望的推进力。
通道10可以构造成矩形的，如图1，2(方案1)中所示。通道10也可以被分隔为多个通道；在此，这些通道10*(多个)可分别被构造为矩形、椭圆形或圆形，如图2b所示。
权利要求
1.一种用于借助一个第一前行驱动装置相对快地运动的运输工具的前行驱动装置的应用，该前行驱动装置包括一个水平设置的、优选具有端圆盘(70)的旋转的圆柱体(20)，它作为附加前行驱动装置，其中通过第一前行驱动装置产生的流体流(F)进入一个通道(10)中并且在该通道中其方向被转向(10”)并且冲到旋转的圆柱体(20)，由此，基于马格努斯效应在所希望的方向上产生所述附加的驱动。
2.基于马格努斯效应的一个驱动装置的应用，该驱动装置具有一个垂直设置的、优选具有端圆盘的旋转的圆柱体(20)，该驱动装置附加于一个已存在的驱动装置，其中流体流(F)在一个通道(10)中其方向被转向地冲到旋转的圆柱体(20)上，并且，在所希望的方向上产生附加的驱动。
3.如权利要求1的应用，其特征在于所述转向(10”)向上进行。
4.如权利要求1的应用，其特征在于所述转向向下进行。
5.如权利要求2的应用，其特征在于所述转向向侧向进行。
6.如权利要求1或2的应用，其特征在于，进行90°的转向。
7.如权利要求1或2的应用，其特征在于进行不同于90°角度的转向。
8.如权利要求1或2的应用，其特征在于旋转的圆柱体(20)设置在转向部位(10”)之后通道(10)的中心。
9.如权利要求1或2的应用，其特征在于旋转的圆柱体(20)在通道中非对称地设置，特别是靠近行驶方向侧。
10.如权利要求1或2的应用，其特征在于该通道(10)在转向段之前通过一个导流板(80)覆盖，特别是在通道(10，10*)的弯曲部位(10”)上方并且在空间上在上方及前面。
11.如权利要求1或2的应用，其特征在于 具有仅仅一个唯一的、横截面为矩形的通道(10)。
12.如权利要求1或2的应用，其特征在于具有多个通道(10*)，它们具有矩形、椭圆形或圆形横截面。
13.如权利要求1或2的应用，其特征在于该运输工具是道路或陆上运输工具，特别是载货车或轿车。
14.如权利要求1、2或13的应用，其特征在于所述相对快的运动在150km/h以下，特别是对地面所述的运输工具速度。
15.如权利要求1、2或14之一的应用，其特征在于所述相对快的运动大于10km/h，特别是大于基本上50km/h，优选在60km/h-100km/h范围中。
16.如权利要求1或2的应用，其特征在于在水上运输工具中，所述相对快的运动是10km/h以上的运动。
17.如权利要求1或2的应用，其特征在于该运输工具不是飞机。
18.根据权利要求1或2的用于附加驱动、特别是运输工具的驱动的方法，在该运输工具上安装了附加驱动装置，它附加于一个独立的、与该附加驱动装置有间距的驱动装置。
19.如权利要求18的方法，其特征在于相对地测量，运输工具的正常速度在50km/h-100km/h之间。
20.如权利要求18的方法，其特征在于所述流体流是空气并且基本上从前面作为行驶风吹入。
21.基于马格努斯效应的附加驱动装置，具有一个水平设置的、具有端圆盘(17)的旋转的圆柱体(20)，其特征在于流体流在一个通道(10，10*)中其方向被转向地冲到转子(20)上，以便在所希望的方向上产生一个附加的驱动(60)。
21.基于马格努斯效应的附加驱动装置，具有一个垂直设置的、具有端圆盘(17)的旋转的圆柱体(20)，其特征在于流体流在一个通道(10)中其方向被转向地冲到转子(20)上，以便在所希望的方向上产生(附加到主驱动上的)所形成的驱动(60)。
全文摘要
本发明涉及一种基于马格努斯效应的驱动装置的应用，用于将附加驱动附加到现有的驱动装置上。本发明的目的在于，在流体流直接从前面冲入时产生推进力。本发明还涉及一种用于借助一个第一驱动装置相对快地运动的运输工具的驱动装置的应用，所述驱动装置具有一个水平设置的、优选具有端圆盘(70)的旋转的圆柱体(20)。通过第一驱动装置产生的流体流(F)进入一个通道(10)中并且在通道中其方向被转向(10”)，接着它冲到旋转的圆柱体(20)上，基于马格努斯效应在所希望的方向产生附加的驱动。
文档编号F03D3/00GK101087714SQ200580005782
公开日2007年12月12日 申请日期2005年2月23日 优先权日2004年2月24日
发明者沃尔夫冈·约布曼, 彼得·施塔默 申请人:沃尔夫冈·约布曼有限责任公司