NL2002706C2 - Verbetering van het stromingsprofiel van een fluidum rondom een voortbrengsel. - Google Patents

Description

VERBETERING VAN HET STROMINGSPROFIEL VAN EEN FLUÏDUM RONDOM

EEN VOORTBRENGSEL

De onderhavige uitvinding betreft een voortbrengsel, omvattende: 5 - ten minste één front en ten minste twee aan het front grenzende zijden, waarbij op het front onder omstandigheden, zoals gebruik, een fluïdum invalt en onder voorgenoemde omstandigheden een kracht op dit front wordt uitgeoefend; - ten minste één uitstulping, welke is aangebracht in, op of 10 aan ten minste één van de ten minste twee zijden; - ten minste één inlaat in het front, waarbij onder voorgenoemde omstandigheden het op het front invallende fluïdum in de inlaat stroomt; en - ten minste één fluïdumgeleider, welke een open verbinding 15 vormt tussen de inlaat en een uitlaat in één van de ten minste twee zijden.

Een dergelijk voortbrengsel is bekend uit publicatie JP 10305786, welke in het bijzonder is gericht op voertuigen.

20 Bij deze voertuigen is in het front een ingangsopening aangebracht, waar de lucht onder omstandigheden, zoals gebruik, in stroomt. Achter de ingangsopening is een buis aangebracht, welke dient als geleider voor de lucht, en welke de in de ingangsopening gestroomde lucht naar de 25 onderzijde van het voertuig geleidt. Het resultaat hiervan is echter, dat de luchtweerstand van het voertuig is afgenomen. Het nadeel van de aldus bekende techniek is, dat de druk van de lucht onder het voertuig zal toenemen.

Daarbij zal een opwaartse kracht op het voertuig toenemen en 30 zullen rij-eigenschappen, zoals wegligging, van het voertuig negatief beïnvloed worden.

Met de onderhavige uitvinding is beoogd de nadelen van de bekende techniek te verhelpen of althans te verminderen, 2 waartoe een voortbrengsel is verschaft volgens de uitvinding, zoals die is gedefinieerd in de bijgevoegde conclusies, in het bijzonder de onafhankelijke conclusies.

Door een voortbrengsel volgens de uitvinding te 5 verschaffen, met als zich van de bekende techniek onderscheidende eigenschap dat de uitlaat is aangebracht in, op of aan de ten minste ene zijde met de uitstulping, is een lagere fluïdumweerstand bewerkstelligd. In het bijzonder zal dit het geval zijn wanneer de uitlaat is aangebracht tussen 10 een grens van het front met de ten minste ene zijde met de uitstulping en de uitstulping. Het fluïdum zal niet meer direct of frontaal op de uitstulping invallen, maar zal door het uit de uitlaat stromend fluïdum over de uitstulping heen worden geduwd. Tevens is het stromingsprofiel van het 15 fluïdum rondom het voortbrengsel in het geheel, dus ook met inbegrip van de uitstulping, aanzienlijk verbeterd, en daarmee ook het rendement van het voortbrengsel.

De uitvinding kent diverse geprefereerde uitvoeringsvormen, die in de afhankelijke conclusies zijn 20 gedefinieerd en/of blijken uit de hierna volgende beschrijving van enkele dergelijke uitvoeringsvormen. De voordelen en de inventieve eigenschappen van de uitvinding in al haar aspecten, met inbegrip van de in de afhankelijke conclusies gedefinieerde maatregelen, zijn geenszins beperkt 25 tot de hierboven en/of hieronder genoemde overwegingen.

Zo is het mogelijk, dat ten minste één van de fluïdumgeleider en de uitlaat onder een hoek staat ten opzichte van de ten minste ene zijde met de uitstulping. De weerstand van het fluïdum ten opzichte van een uitstulping 30 zal hierdoor afnemen bij een gepaste oriëntatie.

Daarbij is het gunstig, dat ten minste één van de fluïdumgeleider en de uitlaat is georiënteerd in dezelfde richting als de uitstulping. In deze oriëntatie is het 3 effect van het uit de uitlaat stromend fluïdum op het stromingsprofiel rondom het voortbrengsel het grootst.

De onderhavige uitvinding vindt in het bijzonder toepassing, waarbij het voortbrengsel er één is uit de 5 groep, welke omvat: voertuigen, zoals een auto of een vliegtuig, en gebouwen. Voortbrengsels uit deze groep zijn gevoelig voor de inval van een fluïdum op een aanwezige uitstulping, daardoor is het mogelijk om met relatief kleine verbeteringen goede resultaten te behalen.

10 Dan is het verder tevens mogelijk, dat de vorm van het voortbrengsel er één is uit de groep, welke omvat: cilindervorm en ellipsvormig, en waarbij het front het deel van het voortbrengsel omvat, waarop het fluïdum onder voorgenoemde omstandigheden dwars invalt. De zijden kunnen 15 dan vloeiend in het front doorlopen, en toch ter zijde van het front zijn gelegen, zodat er weliswaar geen rand, maar toch een duidelijke grens is tussen front en zijden. Daarbij is van belang om in acht te nemen onder welke hoek het fluïdum ten opzichte van en op het voortbrengsel invalt.

20 Hierdoor kan een denkbeeldige grens tussen front en aangrenzende zijden worden gedefinieerd.

In een verdere uitvoeringsvorm omvat de fluïdumgeleider een omsloten kanaal. Het voordeel van het omsloten kanaal is dat het fluïdum gestuurd kan worden door het voortbrengsel 25 heen, waarbij het verloop van de fluïdumgeleider kan worden aangepast aan de inhoud van het voortbrengsel.

Daarbij is het gunstig, dat de vorm van de dwarsdoorsnede van de fluïdumgeleider er één is uit de groep, welke omvat: vierkant, rechthoekig, ovaal, driehoek, 30 cirkel en zeshoek. Elk voortbrengsel kan een specifieke inhoud hebben, waardoor het nodig kan zijn om de vorm van de fluïdumgeleider hieraan aan te passen. Het resultaat hiervan 4 isr dat de fluïdumgeleider relatief eenvoudig aan te brengen is in en/of door het voortbrengsel.

In een andere uitvoeringsvorm heeft de fluïdumgeleider gaten in de wand. Door de gaten in de wand kan fluïdum dat 5 door de fluïdumgeleider stroomt, ook deels het voortbrengsel in stromen. Het in het voortbrengsel gestroomde fluïdum kan daar gebruikt worden voor bijvoorbeeld extra koeling.

In nog een andere uitvoeringsvorm zijn in de fluïdumgeleider schotten aangebracht. De schotten zorgen 10 ervoor dat de stroming in de fluïdumgeleider laminair blijft en de dat er bij de uitlaat een evenwijdige en bij voorkeur goed in een gewenste richting gerichte uitstroom van fluïdum is.

Daarbij is het gunstig, dat de schotten instelbaar in 15 de fluïdumgeleider zijn aangebracht. De richting van de uitstroom van fluïdum kan hierdoor worden aangepast aan de omstandigheden, waarin het voortbrengsel zich bevindt.

In een nog verdere uitvoeringsvorm is er in de fluïdumgeleider een inrichting aangebracht, welke bedoeld is 20 voor opwekking van elektrische energie onder voorgenoemde omstandigheden. De generator kan aangesloten worden op elektrische systemen, welke zich in het voortbrengsel bevinden, en daardoor dient er minder energie te worden opgewekt door andere energiebronnen.

25

Hieronder volgt een beschrijving van enkele in de bijhorende tekeningen weergegeven uitvoeringsvormen, die slechts bij wijze van voorbeeld zijn verschaft, en waarin gelijke of gelijksoortige onderdelen componenten en 30 elementen zijn aangeduid met dezelfde referentienummers, en waarin:

Figuur 1 een in perspectief weergegeven voertuig volgens de uitvinding toont; 5

Figuur 2 een zij-aanzicht van Figuur 1 met stromingslijnen van het fluïdum toont;

Figuur 3 een in perspectief weergegeven voorzijde van een vliegtuig volgens de uitvinding toont; 5 Figuur 4 een met figuur 3 overeenkomend aanzicht van de voorzijde van het vliegtuig volgens de uitvinding toont; Figuur 5 een in perspectief weergegeven gebouw volgens de uitvinding toont; en

Figuur 6 een doorsnede van een deel van de fluïdumgeleider 10 met daarin aangebracht een inrichting voor opwekking van elektrische energie toont.

Figuur 1 toont een auto 1 volgens de uitvinding. De auto 1 omvat een koets, waarvan het koetswerk 2 als uitstulping in de zin van de onderhavige uitvinding wordt 15 beschouwd. De auto omvat verder een front 3 aan de voorzijde en hierop zal in gebruik als eerste lucht W invallen, welke lucht om de auto 1 heen moet gaan stromen. In het front 3 is een inlaat 4 aangebracht, waar de lucht W kan instromen, en in de zijde waar de door het koetswerk 2 gevormde 20 uitstulping is aangebracht is een uitlaat 5 aangebracht. De verbinding tussen de inlaat 4 en de uitlaat 5 is gevormd door een fluïdumgeleider 7. In de fluïdumgeleider 7 is een gekromd schot 6 aangebracht, waardoor de fluïdumgeleider in twee geleiders is onderverdeeld. Dit dient om de stroming in 25 de fluïdumgeleider en de uitstroom bij de uitlaat 5 te manipuleren, in het bijzonder laminair uit te stoten en aldus de richting van uitstoot bij de uitlaat 5 goed te kunnen oriënteren.

Figuur 2 toont een zij-aanzicht van de auto 1 uit 30 Figuur 1, en zijn stromingslijnen 8 over de auto 1 toegevoegd. In de figuur is duidelijk te zien dat de lucht W de inlaat 4 instroomt, door de fluïdumgeleider 7 heen stroomt en bij de uitlaat 5 weer uit de fluïdumgeleider 6 stroomt. Uit de stromingslijnen blijkt dat de luchtstroom, welke normaliter over het oppervlak van de motorkap 9 stroomt en frontaal op de door het koetswerk 2 gevormde uitstulping invalt, door de stroming uit de uitlaat 5 omhoog 5 wordt gedrukt.

Figuur 3 toont een neus 10 van een vliegtuig 11 als alternatieve uitvoeringsvorm van een voortbrengsel volgens de uitvinding, waarbij in de neus 10 een inlaat 4 is aangebracht en de uitstulping 2 (de cockpit) aan de 10 bovenzijde van het vliegtuig 11 is aangebracht. Getoond is, dat de uitlaat 5 zich over een met de cockpit 2 overeenkomend radiaal bereik uitstrekt. Dit heeft als resultaat dat de luchtstroming W over in hoofdzaak het gehele bereik van de cockpit ten opzichte van een lengte-as 15 van het vliegtuig 11 van de romp van het vliegtuig weg wordt geduwd door middel van de uit de uitlaat 5 vloeiende luchtstroming.

Figuur 4 laat de neus 10 van het vliegtuig 11 uit Figuur 3 in meer detail zien. Hier zijn de inlaat 4, de 20 fluïdumgeleider 7 en de uitlaat 5 in meer detail weergegeven. Duidelijk is het bereik getoond, waarover de uitlaat 5 zich uitstrekt.

Figuur 5 laat een gebouw 12 zien, waarbij de wind W uit een bepaalde richting komt. Het gebouw 12 heeft in het front 25 3 aan de bovenkant en zijkanten inlaten 4. De uitstulpingen aan het gebouw omvatten een uitbouw 2 op het dak en balkons 2 aan zijkanten van het gebouw. In alle aan het front grenzende zijden zijn uitlaten 5 aangebracht, welke zich alle bevinden tussen de grens van het front 3 en de 30 aangrenzende zijde 13 enerzijds, en de uitstulpingen 2 anderzijds. Door de inlaten 4 en uitlaten 5 op deze manier aan te brengen zal de luchtstroom niet meer direct op de uitstulpingen 2 invallen, maar zal er omheen worden geleid.

7

Uit de figuur blijkt dat alle zijden van het gebouw inlaten 4 en uitlaten 5 hebben. Bij een gebouw is dit nodig, want het is een statisch voorwerp en de wind W kan uit verschillende richtingen komen. Afhankelijk van een 5 heersende windrichting kan een in de figuur getoonde opening op enig moment een inlaat zijn, en op een ander moment een uitlaat.

Figuur 6 laat een deel van een fluïdumgeleider 7 zien, waarbij er in de fluïdumgeleider 7 een inrichting voor 10 opwekking van elektrische energie is aangebracht. De inrichting omvat een fan 14, welke wordt beschouwd als aandrijfdeel. Onder voorgenoemde omstandigheden zal er een fluïdum op de fan 14 invallen en zal deze in beweging gezet worden. De inrichting omvat verder een as 15, welke de 15 beweging van de fan 14 overbrengt naar de generator 16. In de generator 16 zal door de overgebrachte beweging elektrische energie worden opgewekt. De generator 16 hoeft niet in de fluïdumgeleider aangebracht te zijn, als er een gepaste overbrenging is kan deze zich ook buiten de 20 fluïdumgeleider bevinden. De elektrische energie die door de generator wordt opgewekt kan in een voortbrengsel gebruikt worden om elektrische systemen van energie te voorzien. Wanneer de fluïdumgeleider zich over een bereik uitstrekt, zoals getoond in Figuur 3 en 4, is het handig om het 25 aandrijfdeel direct bij de inlaat 4 aan te brengen

Na kennisneming van het voorgaande zullen zich vele alternatieve en aanvullende uitvoeringsvormen aan de vakman opdringen, die allen zijn gelegen binnen het bereik van de onderhavige uitvinding, zoals die is gedefinieerd in de 30 bijbehorende conclusies. Slechts dan, wanneer een uitvoeringsvorm naar letter of geest afwijkt van de specifieke definities van de beschermingsomvang, in het bijzonder de onafhankelijke conclusies, is niet langer 8 sprake van een uitvoeringsvorm volgens de uitvinding.

Zo is het mogelijk, dat de vorm van een inlaat niet rechthoekig is, zoals in de figuren getoond is, maar elke willekeurige vorm kan hebben. Zo kan het wenselijk zijn om 5 de vorm van de inlaat aan te passen aan een model van een voertuig, of aan de vorm van een neus van een vliegtuig. Dan wordt niet een model aan de inlaat aangepast, maar de inlaat aan een model. In het geval van een gebouw kan er voor gekozen worden om niet alle zijden van een front met inlaten 10 te voorzien, maar bijvoorbeeld alleen de bovenzijde. Een reden kan zijn dat er nadelige effecten voor naburige gebouwen optreden. Tevens wordt opgemerkt, dat de uitvinding in, op of aan de rand van een brug kan worden toegepast, zodat wanneer een wind van een zijwaartse richting op een 15 brug invalt, het over de brug verplaatsend verkeer minder hinder ondervindt van de wind. Verder kan de uitvinding toepassingen vinden bij verschillende inrichtingen, zoals hoogwerkers en installaties voor werkzaamheden aan zijden van een flatgebouw (ramen wassen), en de personen en/of 20 systemen, welke zich in en/of op de inrichting bevinden, beschermen tegen de wind. Verder wordt opgemerkt dat in het bijzonder bij gebouwen de uitstulping (een uitbouw, zoals een opbouw of balkon) later dan de constructie van het voortbrengsel kan worden aangebracht. De combinatie van 25 inlaat, fluïdumgeleider en uitlaat kan tegelijk met de bouw van het voortbrengsel worden verschaft of later. De combinatie van inlaat, fluïdumgeleider en uitlaat kan dus ook op reeds bestaande voortbrengsels met een uitstulping worden aangebracht.

30

Claims (12)

1. Een voortbrengsel, omvattende: - ten minste één front en ten minste twee aan het front 5 grenzende zijden, waarbij op het front onder omstandigheden, zoals gebruik, een fluïdum invalt en onder voorgenoemde omstandigheden een kracht op dit front wordt uitgeoefend; - ten minste één uitstulping, welke is aangebracht in, op of aan ten minste één van de ten minste twee zijden; 10. ten minste één inlaat in het front, waarbij onder voorgenoemde omstandigheden het op het front invallende fluïdum in de inlaat stroomt; en - ten minste één fluïdumgeleider, welke een open verbinding vormt tussen de inlaat en een uitlaat in ten minste één van 15 de ten minste twee zijden, met het kenmerk, dat de uitlaat is aangebracht in, op of aan de ten minste ene zijde met de uitstulping.

2. Het voortbrengsel volgens conclusie 1, waarbij de 20 uitlaat is aangebracht tussen een grens van het front met de ten minste ene zijde met de uitstulping en de uitstulping

3. Het voortbrengsel volgens ten minste één van de voorgaande conclusies, waarbij ten minste één van de 25 fluïdumgeleider en de uitlaat onder een hoek staat ten opzichte van de ten minste ene zijde met de uitstulping.

4. Het voortbrengsel volgens ten minste één van de voorgaande conclusies, waarbij ten minste één van de 30 fluïdumgeleider en de uitlaat is georiënteerd in dezelfde richting als de uitstulping.

5. Het voortbrengsel volgens ten minste één van de voorgaande conclusies, waarbij het voortbrengsel er één is uit de groep, welke omvat: voertuigen, zoals een auto of een vliegtuig, en gebouwen. 5

6. Het voortbrengsel volgens conclusie 5, waarbij de vorm van het voortbrengsel er één is uit de groep, welke omvat: cilindervorm en ellipsvormig, en waarbij het front het deel van het voortbrengsel omvat, waarop het fluïdum onder 10 voorgenoemde omstandigheden dwars invalt.

7. Het voortbrengsel volgens ten minste één van de voorgaande conclusies, waarbij de fluïdumgeleider een omsloten kanaal omvat. 15

8. Het voortbrengsel volgens conclusie 7, waarbij de vorm van de dwarsdoorsnede van de fluïdumgeleider er één is uit de groep, welke omvat: vierkant, rechthoekig, ovaal, driehoek, cirkel en zeshoek. 20

9. Het voortbrengsel volgens ten minste één de van de voorgaande conclusies, waarbij de fluïdumgeleider gaten in de wand heeft.

10. Het voortbrengsel volgens ten minste één van de voorgaande conclusies, waarbij in de fluïdumgeleider schotten zijn aangebracht.

11. Het voortbrengsel volgens conclusie 10, waarbij de 30 schotten instelbaar in de fluïdumgeleider zijn aangebracht.

12. Het voortbrengsel volgens ten minste één van de voorgaande conclusies, verder omvattende: -een inrichting voor opwekking van elektrische energie onder voorgenoemde omstandigheden, waarbij ten minste een aandrijfdeel is aangebracht in de fluïdumgeleider.