(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水蒸気を運ぶ高湿度の気流にさらされる、気流収束装置であって、前記気流収束装置は、少なくとも二つの直列配置された角（つの）状チューブ(horn-tube)を含み、当該少なくとも二つの角状チューブは、当該高湿度の気流が流れる方向において第一乃至最後の順に配置され、それぞれの角状チューブ前に流れる気流がそれぞれ第一乃至最後の角状チューブに対応する気流として規定され、
前記角状チューブはそれぞれ二つの開口端を有し、当該二つの開口端の断面積は少なくとも０．５パーセントの違いがあり、層状の気流を与える形状を有しており、
前記少なくとも二つの直列配置された角状チューブは、前記高湿度の気流が流れる方向と、大きい断面積を有する開口端から小さな断面積を有する開口端へ向かう方向とが実質的に同一になるように配置され、
前記高湿度の気流は、前記少なくとも二つの角状チューブの一つ目のチューブの周囲を流れる第一気流を含み、
前記高湿度の気流は第一の角状チューブに対応する気流を含み、
前記角状チューブのそれぞれは、当該角状チューブに対応する気流を、次の角状チューブに対応する気流へ変換し、
各角状チューブについて、前記角状チューブに対応する気流の一部分が内側部分として規定され、当該内側部分は、前記角状チューブの前記大きな断面積を有する開口端から流入し、
各角状チューブについて、前記角状チューブに対応する気流の一部分が外側部分として規定され、当該外側部分は、前記角状チューブの外側周囲を流れ、
前記内側部分は、前記角状チューブの前記小さな断面積を有する開口端へと進み、前記角状チューブの断面積が狭まっていくことにより前記内側部分の気流の断面積も小さくなり、連続性の原理にしたがって当該気流の速度が上昇し、当該速度の上昇は前記気流の断面積の減少に反比例し、よって内部において高速な流出気流が作り出され、
前記外側部分は前記角状チューブの外側の外形に沿って前記角状チューブの前記小さな断面積を有する開口端へと進み、前記高湿度の気流について外側の流出気流が作り出され、コアンダ吸引効果によって前記高湿度の気流のうち前記角状チューブの外側近傍にある気流が新たに引き込まれて新たに気流が追加された流出気流が作り出され、
前記三つの気流：前記内側の高速流出気流、前記外側の流出気流、および新たな流出気流が、一緒になって次の角状チューブに対応する気流を作り出し、
前記二つの気流：前記内側の高速流出気流および前記外側の流出気流が、次の角状チューブに対応する気流の内側部分を作り出し、
前記新たな流出気流が、次の角状チューブに対応する気流の外側部分を作り出し、
前記少なくとも二つの直列配置された角状チューブのうち最後の角状チューブから流出する、最後の角状チューブに対応する気流の内側部分は、高速の流出気流を含み、
第一の角状チューブに対応する気流の一部は、連続性の原理によって高速の流出気流に変換され、
ベルヌーイの法則にしたがい、前記高速の流出気流の静圧は前記第一の角状チューブに対応する気流の静圧と比較して低減され、
気体の法則にしたがい、前記静圧の低下は温度の低下を伴うために前記高速の流出気流の温度は前記第一の角状チューブに対応する気流の温度と比較して低下し、
前記高湿度の気流は少なくとも二つの直列配置された角状チューブの周囲を流れ、冷却された高速の流出気流へと変換され、
前記冷却された高速の流出気流における温度の低下が、前記水蒸気から水−エアロゾルおよび露滴への凝集を誘発する、  
気流収束装置。
【請求項２】
請求項１の気流収束装置であって、
流線型の翼様の平面が、非対象な流線型の外形を有する平面構成として規定され、
前記少なくとも二つの角状チューブは側壁を有し、当該側壁は前記流線型の翼様の平面がらせん状に巻かれることにより形成され、
前記らせん状に巻かれた構造は、前記高湿度の気流の流れる方向に沿ったコイル軸を中心に少なくとも一周巻かれていて、
前記少なくとも一周巻かれた構造は、円状、楕円状、らせん状、およびアルキメデスのスクリュー状のうちのいずれか一つである、
気流収束装置。
【請求項３】
請求項１の気流収束装置であって、
前記角状チューブのうちの少なくとも一つは、翼様の鱗状微細構造を含む鱗状断片を少なくとも一つ更に有し、
前記翼様の鱗状微細構造は、前記高湿度の気流の一部分を追加的に前記翼様の鱗状微細構造の間から前記角状チューブのうちの少なくとも一つの内部空間へ流入させる、
気流収束装置。
【請求項４】
請求項１の気流収束装置であって、
前記角状チューブのうちの少なくとも一つは、さらに少なくとも一つの固定された翼様の板を含み、
前記少なくとも一つの固定された翼様の板は、前記高湿度の気流の一部分を回転させてらせん状の軌道を描くように進行させる、
気流収束装置。
【請求項５】
請求項１の気流収束装置であって、
前記気流収束装置は、航空機に取り付けられ、
前記気流は、前記航空機の周辺を流れる気流として規定される、
気流収束装置。
【請求項６】
請求項１の気流収束装置であって、
前記気流収束装置は、ヘリコプターに取り付けられ、
前記気流は、前記ヘリコプターのプロペラにより生じる気流として規定される、
気流収束装置。
【請求項７】
請求項１の気流収束装置であって、
前記気流収束装置は、少なくとも一つのベンチレーターをさらに備え、
前記気流は、前記ベンチレーターにより生じる気流として規定される、
気流収束装置。
【請求項８】
請求項１の気流収束装置であって、
温度の低下した前記高速の流出気流が、前記気流収束装置の外側に配置されている物体の周囲を流れ、これを冷却するために用いられる、
気流収束装置。
【請求項９】
水蒸気を運ぶ高湿度の気流にさらされる、水凝集装置であって、
前記水凝集装置は、請求項１の気流収束装置および微細構造のセットを含み、当該微細構造は、翼様外形およびくさび様外形のうち少なくとも一つを有し、
前記高湿度の気流は、前記気流収束装置の周囲を流れる気流を含み、当該気流収束装置の周囲を流れる気流の断面積は前記気流収束装置の断面積より大きく、当該気流収束装置の周囲を流れる気流の断面積の大きさは前記気流収束装置の断面積に対して少なくとも１％大きく、
前記気流収束装置は、前記気流収束装置の周囲を流れる気流をコアンダ効果により引き込み、連続性の原理にしたがって高速の流出気流を作り出し、よって
ベルヌーイの法則にしたがい、前記高速の流出気流の静圧は前記気流収束装置の周囲を流れる気流の静圧と比較して低減され、
気体の法則にしたがい、前記静圧の低下は温度の低下を伴うために前記高速の流出気流の温度は前記気流収束装置の周囲を流れる気流の温度と比較して低下し、
前記温度の低下が、前記水蒸気から水−エアロゾルおよび露滴への凝集を誘発し、
前記冷却された高速の流出気流が前記微細構造のセットに至りこれに衝突し、
前記微細構造のセットが前記冷却された高速の流出気流に作用し、気流の一部分を加速させ、渦やつむじを生じさせ、
前記加速され、渦やつむじを生じさせられた気流の一部分はその静圧が低下し、
気体に法則にしたがって前記静圧の低下にはさらなる温度低下が伴い、
前記温度低下が、前記水蒸気から水−エアロゾルおよび露滴への凝集を誘発し、前記露滴は前記微細構造の表面に凝集する、
水凝集装置。
【請求項１０】
発電装置であって、
請求項１記載の気流収束装置と、
前記少なくとも二つの直列配置された角（つの）状チューブ(horn-tube)の後に配置された風力タービン、とを備える、発電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に環境的にクリーンな技術に関し、特に、高湿度の大気から水を回収する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ほとんどの地域において、水資源は実際に使用される場所から離れた所にある。このような場合、空気から水を回収することができれば、離れた場所から現場の貯蔵施設へ水を輸送する必要が無いため、実質的な優位点となり得る。さらに、水を継続的に取り出す場合には、現場での水の保管の必要性が大きく減少する。また、持ち運び可能な水資源が少ないか、ほとんど無い地域において大気から水を回収することへの需要が存在する。例えば、大規模な山火事の消火活動を行う際、消火活動が行われる現場に大量の水を飛行機で供給するためには多額の費用がかかってしまう。このような場合に実質的な降雨を引き起こすことが出来ることが非常に望ましい。
【０００３】
蒸気状態にある水のユビキタス性を鑑みると、空気から水を効率的に取り出す技術を開発できれば、実質的には空気を急冷することが可能ないかなる場所においても継続的な水の供給を確立することが可能である。そのような技術を手に入れることができれば、きれいで物流的に優位な方法で農業、工業及び町の人々に水と環境状態の制御を提供することができる。
【０００４】
例えば、Stephen Tongueによる米国特許7,251,945"Water-from-air system using desiccant wheel and exhaust"には、大気のループから水を回収するために乾燥ホィールを用いる水製造ユニットにおいて、大気のループの一部分が排気を用いて加熱されることが開示されている。この排気は、例えばこの乾燥ホィールを再生させる装置から送られるものである。この特許に開示される方法は、エネルギーの消費を伴い、ここに提案されている装置には移動性部材が含まれる。
大気から水を回収する別の方法がSpletzerの米国特許6,360,549"Method and apparatus for extracting water from air"、米国特許6,453,684"Method and apparatus for extracting water from air"、及び米国特許6,511,525"Method and apparatus for extracting water from air using a desiccant"に開示されている。この方法は４つの工程：（１）大気中の水を乾燥剤に吸着させ、（２）水を含んだ乾燥剤を大気から分離し、（３）乾燥剤からチャンバー内へ水を水蒸気として脱着させ、（４）チャンバーから乾燥剤を取り出し、チャンバー内の水蒸気を圧縮して液体の凝縮物を得る、として記載されている。これらの特許に記載された方法は、エネルギーの消費を前提とし、提案されている装置は移動性部材を含む。
前述のアプローチはいずれも、エネルギーの消費を必要とし、また移動性部材を含む機構も必要であるため、システムについてある程度のメンテナンスが要求される。したがって、水の回収工程の信頼性が得られず、またコストが高くなる。さらに、燃料又は電気のエネルギー消費が必要であることから、これらの従来技術は環境的にクリーンとは言えない。
【０００５】
さらに、Ritcheyによる米国特許7,343,754"Device for collecting atmospheric water"には異なる方法及び装置が開示されている。この方法は、大気中と地表における温度差に基づく高湿度の大気の対流を利用するものである。しかしながら、このような速度の遅い対流は工業的に十分な量の水を産出することが出来ない。
Smithらによる米国特許US Patent 6,960,243"Production of drinking water from air"には、吸着を利用した方法及び装置が開示されている。この吸着プロセスは、加熱のためのエネルギー消費を低減させるために改良されている。しかしながら、吸着による方法も、少量の水を産出することを目的とするものである。
【０００６】
眼鏡を曇らせてきれいにするために人は大きく口を開けて暖かく湿度の高い空気を吐き出すが、他方において閉じた唇の小さな穴から空気を吐き出しても効率的に眼鏡を曇らせることが出来ない。
【０００７】
図１の先行技術は、飛行機の翼１０の標準的な外形の概略図である。翼１０の外形が非対象であることの結果として飛行機の翼１０には揚力効果が生じることが知られている。対向する気流１２は翼１０の非対称な外形の周囲を流れ、いわゆるコアンダ効果により粘性を有する周囲の空気を引き寄せる。翼１０の軸１１は上側及び下側の流れを分けるものとして規定される。翼１０の軸１１及び対向する気流１２はいわゆる「迎え角」１３を構成する。第一に、揚力が迎え角１３により規定され、気流の方向を変える。第二に、迎え角１３がゼロに等しい場合、理想的な流線型を有する翼１０により、上側の気流１４及び下側の気流１５が翼１０の背後で合流する。
【０００８】
上側の気流１４及び下側の気流１５は、翼１０の周りを流れ、その断面積に変化が生じて連続性の原理「ρＳｖ＝Const」により気流が加速される（ここで、ρは気流の密度、ｖは気流の速度、そしてＳは気流の断面積である）。結果として、上側の気流１４は下側の気流１５と比較して、より長い経路をたどり、より速く流れる。ベルヌーイの定理にしたがって、上側の気流１４から翼１０に加わるいわゆる静圧は、下側の気流１５から加わる静圧より低くなる。上側の気流１４及び下側の気流１５が翼１０の周りを層状に流れる場合には、静圧の差はΔＰ＝Ｃρｖ2／２（ここで、ΔＰは静圧の差であり、迎え角１３がゼロに等しい場合における揚力を規定し、Ｃは翼１０の非対称性外形により定まる定数であり、ρは空気の密度であり、そしてｖは気流の翼１０に対する相対速度である）として規定される。実際には、乱気流や空気渦があるが、ここには示していない。全般的な気流、乱気流及び空気渦により静圧に分布が生じ、具体的には、局所的な静圧の減少及び局所的な気流の拡張が生じる。 
【０００９】
翼１０の周囲を流れる空気の一部分について着目し、理想気体において成立するクラペイロン−メンデレエフの法則：ＰＶ／Ｔ＝ｎＲ（ここで、ｎは検討の対象としている空気の一部分に含まれるモル量であり、Ｐは気体の静圧であり、Ｖはこの一部分の空気の体積であり、Ｔは空気の絶対温度であり、そしてＲは気体定数である）を考慮すると、翼１０の周囲を流れる空気の一部についての気体パラメータが変化する理由が少なくとも二つ存在する。一つは、比較的速度の遅い気流において、この気流を非圧縮性の気体とみなすことができ、等積過程におけるゲイリュサックの法則を適用すれば、次式のように静圧Ｐは絶対温度Ｔにより定まる：ΔＰ／Ｐ＝ΔＴ／Ｔ。すなわち、静圧の減少は、それに対応する絶対温度の低下ΔＴを伴う。 
【００１０】
二つ目は、より速度の速い気流がゼロではない迎え角１３に当たると、この気流が圧縮性−拡張性を有する場合には、翼１０の周囲を流れる気流はこの一部分の空気を体積膨張させる際に仕事Ｗを果たすが、この体積膨張は実質的に断熱プロセス下においてなされる。断熱プロセスの結果、この一部の空気についての内部熱エネルギーが変化し、これに伴って静圧が低下して温度も低下する。断熱プロセスにおいて翼１０の周囲を流れる気流により行われる仕事Ｗは、次のように規定される：Ｗ＝ｎＣｖΔＴα（ここで、Ｃｖは等積プロセスにおける熱容量であり、そしてΔＴαは断熱過程における検討対象とした一部の空気の温度低下である）。断熱過程における温度低下の値：ΔＴα＝Ｔ２−Ｔ１は次式：Ｔ２／Ｔ１＝（Ｐ２／Ｐ１）（γ−１）γ（ここで、Ｐ１及びＰ２はそれぞれ断熱プロセスの前後における空気の静圧であり、γは気体の分子構造に依存する断熱パラメータであり、γ＝７／５という値は自然界の空気において妥当な近似である）により静圧の低下と連動している。
【００１１】
前述のプロセスの双方（つまり、等積プロセス及び断熱膨張プロセス）は、特に水の凝縮の引き金として作用する。さらに、気流が翼の周囲をマッハ数（つまり、音速）と同等又はこれ以上の速度で流れると、衝撃音の発生というよく知られた現象が起こる。衝撃波は翼の振動により生じるものではなく、気流の内部エネルギーの消費により生じるものであり、大気の温度は急激に低下する。これにより、水蒸気から水−エアロゾルへの凝縮プロセスが誘発される。例えば、図１ａに示されるように、相当な量の水蒸気が水−エアロゾル１７へ凝集し、そして雪のミクロ断片１８へ変化する。これは、高速航空機１６の翼の背後で見られる現象である。
【００１２】
図１ｂには、先行技術が示され、ドラバルノズルとしても知られる収束−発散ノズル１００の略図、及び気体１０１に関する二つのパラメータ（速度１５０及び静圧１６０）の分布をノズル１００の長さ方向に沿って示すグラフが示されている。標準的なロケットノズルは、くびれ１４１（「喉」として知られる）へ導かれるシリンダー１４０としてモデル化することができ、この喉は徐々に広がる「排気ベル」１４２へと導かれ、開口端へ至る。高速であり且つ圧縮性−拡張性である高温気体１０１が喉１４１を通過し、ここで速度の上昇１５１及び静圧の降下１６１が起こる。高温気体１０１は喉１４１を抜け、徐々に広がる排気ベル１４２に入る。気体は急速に膨張し、この膨張により速度の上昇１５２が起こる一方、静圧の下降１６２が続く。ノズルの長さ方向に沿った気体の絶対温度の分布（図示せず）は、静圧の分布１６０と類似している。
【００１３】
図２の表は、先行技術における地表の気象条件と大気中の水分量を数値で示すものである。表中の各セル２２は、上段及び下段の二つの数値を含む。上段の数値は「絶対湿度」（ｇ／ｍ３）、つまり１ｍ３の大気中に何グラムの水蒸気が含まれているかを示している。下段の数値は、大気のいわゆる「露点」温度（℃）を示している。例えば、大気の温度が３５℃であり、相対湿度が７０％である場合には、絶対湿度は２７．７ｇ／ｍ３であり、露点温度は２８℃である。
【００１４】
図２ａは、先行技術において、微流２４が立方体２１（各辺の寸法全てが１ｍである）の空間を通過する様子の概略である。例えば、微風の速度がｖ＝５ｍ／秒として与えられたとすると、記載された湿度条件を考慮した場合、毎秒（２７．７×５＝１３８．５）グラムの水蒸気が立方体２１の空間内を通過することとなる。これは、１時間におよそ１／２トンの水蒸気が立方体２１の空間内を通過することを意味する。
【００１５】
図３ａは、先行技術である、Ranque-Hilsch vortex tubeとして良く知られた「渦菅」の概略図である。これは、圧縮された気体３１０を高温の気流３１１及び低温の気流３１２とに分離する機械装置３００であり、移動性部材はない。圧縮された気体３１０は、接線方向の角度を有して渦チャンバ３１３内へ導入され、高い回転率を有するように加速される。チューブ３１５の端に円錐ノズル３１４が配置されているため、回転された気体３１６のうち外側部分のみが垂直断面を有する開口３１７から流出することができる。結果として、気体のこの部分３１１は加熱されていることが見いだされる。残りの気体３１６は、外側の渦内にある直径の小さくなった内側の渦を成し、別の開口３１８から排気される。結果として、気体のこの部分３１２は冷却されていることが見いだされる。
【００１６】
図３ｂは、例示的な先行技術を簡略化して示した図であり、大気中で竜巻が発生する機構の概略図である。伝播面において同一の速度を有する高粘度の気流３２及び３３が、約１８０℃の角度で衝突すると、高粘度の気流３２及び３３の接触部位において摩擦が生じ、気流３２及び３３のフロント面速度に新たな分布が生じる（矢印３４及び３５を用いて概略が示される）。再分布した速度は気流のフロント面の方向を変え、この部分の気流が角度を有して流れるようになる（円を描く矢印３６により示される）。また、二つの気流３２及び３３は、コアンダ効果により互いの気流を引き込む。さらに、気流３２及び３３の新たな流れが、同じ場所において循環する渦を新たに作り出す。このような推進型のループにより高い回転率を有する竜巻が局所的に形成され、外側で回転している気流部分は、加速されることでベルヌーイの定理及びコアンダ効果にしたがってさらに新たに大気を引き込む。ここで、相対的な真空領域が大気の回転中心に潜在的に存在している。回転する大気の部分は、同時に水平方向にも移動することが可能であり、よってこの大気の部分は垂直方向にらせん状に移動する。竜巻は必ずしも視認できるものではないが、しかし、高速の気流及び高速回転により生じた非常に低い圧力は、通常大気中の水蒸気を凝集させ、視認可能な凝集じょうごを形成する。
【００１７】
したがって、高速で回転する大気が蒸気分子を水−エアロゾルへの凝集を誘発するという現象が観察される。水の凝集のための露点の条件が整わない状況であっても、竜巻の周囲の直近においては凝集が起こり得る。水の凝集を誘発するメカニズムが少なくとも二つ存在する。一つのメカニズムは、回転する大気には内部に圧力分布が生じ、内側の圧力は低く、外側の圧力は高くなるという事実から説明される。高速回転する竜巻に捕らえられた大気は、サイクロンにより対流として加速され、断熱状態で減圧される。加速及び断熱の双方により静圧が低下する。静圧の低下には、その部分の大気の温度低下が伴う。大気が冷却されると、水蒸気からエアロゾルへの凝集を引き起こされる。水の凝集を誘発する別のメカニズムは、高速で回転する大気の内部において、移動する高湿度の大気による摩擦が生じ、水蒸気分子のイオン化という現象が起こることによる。イオン化された分子は、凝集する極性水分子の核となり、視認容易なエアロゾルが形成される。
【００１８】
したがって、本技術分野において、空気から水を制御可能に取り出すための効率的で環境的にクリーンなメカニズムを提供できるシステムが必要とされている。歴史的に、船を推進させるため及び水のくみ上げ若しくは穀物の脱穀用の機械エネルギーへの変換のために風力エネルギーが直接的に用いられてきた。今日における風力の主要な用途は、電気の産出である。したがって、本技術分野において自然界の風力を活用して空気から水を効率的に取り出す方法を提供するシステムが必要とされている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
したがって、本発明の主な目的は、大気から水を回収するための既存の装置の限界を克服することであり、大気から水を回収するための改善された方法及び装置を提供することである。
より確実に水を回収できる方法及び装置を提供することも、本発明の目的である。
さらに、環境的にクリーンな態様で水を回収する方法及び装置を提供することも、本発明の目的である。ここで、高湿度の大気からの水の回収は、自然界の気流により動力を得るエンジン（装置）により達成されるものである。
また、移動性部材を有さず、より強力で建設的な解決策を実現するための方法及び装置を提供することも、本発明の目的である。ここで、この装置において移動する要素は、入ってくる気流のみである。
対象物の周囲を流れ、これを冷却する気流を産出するために、自然界の気流を動力とする方法及び装置を提供することも、本発明の目的である。
航空機の飛行特性を向上させる方法及び装置を提供することも、本発明の目的である。
【００２０】
よってここに、本発明の重要な特性の概略が示され、これに続く詳細な説明により本発明をより深く理解するのに役立つであろう。本発明の追加的な詳細や利点は詳細な説明において提供され、その一部は記載内容から認識されるか、又は本発明の実施により認識されるであろう。
本発明にかかる前述及びその他の特性及び利点の全ては、以降において図面を伴って、又は図面を伴わずに記載される好ましい実施形態を通じて理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
本発明を理解し、どのように実施されるのかを理解するために、以降において図面の参照を伴って好ましい実施形態が記載されるが、これらは例示的なものである。ここで、
【００２２】
【図１】図１は、従来技術における飛行機の翼の外形の概略図である。
【図１ａ】図１ａは、先行技術における、高速航空機の翼の背後において見られる凝集による水−エアロゾルの発生と昇華による雪のミクロ断片の発生の概略図である。
【図１ｂ】図１ｂは、先行技術における、収束−発散ノズルの概略図及びノズルの長さ方向についての気体速度及び静圧の分布を示すグラフである。
【図２】図２は、先行技術における、気象条件と大気中に含まれる水蒸気の量とを示す表である。
【図２ａ】図２ａは、先行技術において、微流が立方体内の空間を通過する様子を示す概略図である。
【図３ａ】図３ａは、先行技術における、Ranque-Hilsch vortex tubeの概略図である。
【図３ｂ】図３ｂは、例示的な先行技術における、大気中での竜巻の発生現象を示す概略図である。
【図４】図４は、水エアロゾルの一般的なパッシブキャッチャの概略図である。
【図５】図５は、水エアロゾルのパッシブキャッチャの概略図であり、植物育成インキュベータ内に設置され、本発明の例示的な実施形態に基づいて構成されている。
【図６】図６は、環境的にクリーンな水エアロゾルのパッシブキャッチャの概略図であり、本発明の例示的な実施形態に基づいて構成されている。
【図７ａ】図７ａは、環境的にクリーンな水凝集装置の概略図であり、翼様の構成要素のセットを有し、本発明の例示的な実施形態に基づいて構成されている。
【図７ｂ】図７ｂは、環境的にクリーンな水凝集装置の概略図であり、くさび状の構成要素のセットを有し、本発明の例示的な実施形態に基づいて構成されている。
【図７ｃ】図７ｃは、環境的にクリーンな水凝集装置の概略図であり、翼様の構成要素のセットを有し、本発明の例示的な実施形態に基づいて構成されている。
【図８】図８は、一般的な外形を有する角（つの）状チューブ（horn-tube）（収束ノズル）及び水凝集装置の概略図であり、本発明の例示的な実施形態に基づいて構成されている。
【図８ａ】図８ａは、改良された外形を有する角状チューブの概略図であり、方向を変えるダクトを有し、本発明の例示的な実施形態に基づいて構成されている。
【図８ｂ】図８ｂは、改良された外形を有する角状チューブの概略図であり、カバー及び方向を変えるダクトを有し、本発明の例示的な実施形態に基づいて構成されている。
【図８ｃ】図８ｃは、改良された外形を有する角状チューブの概略図であり、気流を回転させ且つ収束させ、本発明の例示的な実施形態に基づいて構成されている。
【図８ｄ】図８ｄは、改良された外形を有する角状チューブが外側を流れる気流の一部分を回転させ、角状チューブ内を流れる気流の一部分を収束させている様子を示す概略図であり、本発明の例示的な実施形態に基づいて構成されている。
【図８ｅ】図８ｅは、改良された外形を有する角状チューブの概略図であり、翼様の詳細構造を有する鱗様の断片が施された外形を有し、本発明の例示的な実施形態に基づいて構成されている。
【図８ｆ】図８ｆは、先端が細くなる角状チューブの概略図であり、コイル状に巻かれた翼により構成され、本発明の例示的な実施形態に基づいて構成されている。
【図８ｇ】図８ｇは、直列構造の円錐台を示す概略図であり、本発明の例示的な実施形態に基づいて構成されている。
【図９】図９は、水の凝集装置としての直列構造の角状チューブの構成を示す概略図であり、本発明の例示的な実施形態に基づいて構成されている。
【図９ａ】図９ａは、直列構造の鱗様の角状チューブの概略図であり、本発明の例示的な実施形態に基づいて構成されている。
【図９ｂ】図９ｂは、対向する気流のフロント面を広く覆う、直列構造の翼様の詳細構造の概略図であり、本発明の例示的な実施形態に基づいて構成されている。
【図９ｃ】図９ｃは、直列構造の角状チューブと水凝集装置の構成を示す概略図であり、本発明の例示的な実施形態に基づいて構成されている。
【図９ｄ】図９ｄは、一直線上に直列構造の収束型のベル及び細い喉を有する水凝集装置の上面概略図であり、二つの円柱状チャンバを有し、本発明の例示的な実施形態に基づいて構成されている。
【図１０】図１０は、飛行中の高速航空機の翼の後ろに見られる十分に凝集した水−エアロゾル及び昇華した雪のミクロ断片の概略図であり、水を吸着する埃を放出するところを示しており、本発明の例示的な実施形態に基づいて構成されている。
【図１１】図１１は、飛行機とこれに取り付けられた直列構造の角状チューブ及び水凝集装置による凝集で雨を降らせる方法を示す概略図であり、本発明の例示的な実施形態に基づいて構成されている。
【図１２】図１２は、対向する気流の方向を変えて元の気流の向きとは垂直方向に配置された水凝集装置を駆動させるための建設的な解決策の上面概略図であり、本発明の例示的な実施形態に基づいて構成されている。
【図１３】図１３は、太陽光のエネルギーを回収する例示的なシステムの概略図であり、収束板は洗浄のための構成を有しており、本発明の例示的な実施形態に基づいて構成されている。
【図１４ａ】図１４ａは、収束ノズルを有するヘリコプターの概略図であり、本発明の例示的な実施形態に基づいて構成されている。
【図１４ｂ】図１４ｂは、収束ノズル及び翼様の板を有するヘリコプターの概略図であり、本発明の例示的な実施形態に基づいて構成されている。
【図１５ａ】図１５ａは、直列構造の収束ノズルを有するヘリコプターの概略図であり、本発明の例示的な実施形態に基づいて構成されている。
【図１５ｂ】図１５ｂは、直列構造の収束ノズルを有するヘリコプターの概略図であり、角度を変えることができ、本発明の例示的な実施形態に基づいて構成されている。
【発明の詳細な説明】
【００２３】
本発明にかかる方法及び装置の原理及び操作は、図面及びこれに伴う説明を参照することにより理解されるであろう。ここで、図面は説明の目的のためにのみ提供されるものであって、本発明を限定するものではない。
【００２４】
図７ａは、固定された翼様の外形を有する詳細構造７６を備えた水凝集装置７５の概略図であり、本発明の例示的な実施形態に基づいて構成されている。流入してくる高湿度の気流７３は、装置７５内の移動性要素とみなされる。流入してくる高湿度の気流７３は、翼様の外形を有する詳細構造７６に沿って流れる。固定された翼様の詳細構造７６は、翼様の効果を発揮し、気体の一部分を加速させ、渦やつむじを生じさせることにより所望の水蒸気から水−エアロゾルへの凝集を誘発する。エアロゾルは翼様の外形を有する詳細構造７６の表面に集まり、露滴を形成する。部分的に乾燥した気流７４は、水凝集装置７５から離れていく。
水の凝集誘発に関する上述の内容より、翼様の外形を有する詳細構造７６の配置、形状及び方向性を最適化することによってより効率的に水の凝集と回収を行うことができることが理解される。自然界における風の速度はかなり遅いため、上記のような水の凝集誘発は比較的弱いものである。
【００２５】
図７ｂは、固定されたくさび様の外形を有する詳細構造７８を備えた水凝集装置７７の概略図であり、本発明の例示的な実施形態に基づいて構成されている。流入してくる高湿度の気流７３は、装置７５内の移動性要素とみなされる。流入してくる高湿度の気流７３は、くさび様の外形を有する詳細構造７８に沿って流れる。固定されたくさび様の詳細構造７８は、このくさび様の詳細構造の幅の広い部分において気体の一部分を加速させ、渦やつむじを生じさせることにより所望の水蒸気から水−エアロゾルへの凝集を誘発する効果を発揮する。エアロゾルは波型の外形を有する詳細構造のセットの表面に集まり、露滴を形成する。自然界における風による渦やつむじの形成を用いる水の凝集誘発は、かなり弱いため、僅かに乾燥された流出気流７４は、実質的に高湿度のままである。
【００２６】
図７ｃは、流入してくる高湿度の気流７３にさらされる水凝集装置７０の上面概略図であり、本発明の例示的な実施形態に基づいて構成されている。水凝集装置７０は、固定された翼様の外形を有する詳細構造７１を含み、この構造は流入してくる気流に作用して渦や高速回転するつむじ７２の形成をもたらす。さらに、新たに流入する高湿度の気流７３は、同じ場所に回転するつむじを新たに形成する。流入する高湿度の気流７３が層状であると仮定すると、このような推進型のループは渦を強くし、結果として高速回転するつむじ７２が形成される。つむじ７２の内部には圧力分布があり、内側の圧力は低く、外側の圧力は高い。高速回転するつむじ７２のいずれかに捕捉された気流は、このつむじにより加速され減圧される。気体の一部分について断熱状態で減圧されると、この一部分の温度が気体の法則にしたがって下がる。気体が冷却されると、所望の水蒸気から水−エアロゾルへの凝集が促進される。
【００２７】
図８は、一般的な外形を有する角状チューブ収束ノズル８０の概略図であり、このノズルは流入してくる気流に沿うように水凝集装置８１へ向けて配置されており、本発明の例示的な実施形態に基づいて構成されている。水凝集装置８１の詳細はここには図示していない。具体的には、前述の図７ａにおける水凝集装置７５、図７ｂにおける水凝集装置７７又は図７ｃにおける水凝集装置７０と同様のものであってもよい。
【００２８】
角状チューブ８０の外形は、好ましくはコサイン関数の曲線に類似し且つ開口端（流入口８２０及び流出口８３０）において異なる直径８２及び８３を有するような外形８８を有する。高湿度の気流８４が、大きな直径８２を有する角状チューブノズル８０の流入口８２０から入り、小さな直径８３を有する細い喉状の流出口８３０から出てくる。開口端８２０及び８３０との間にあるコサイン様の外形８８及び十分な長さ８９によって、気流は層状の流れになる。
【００２９】
小さな直径８３は、ベルヌーイの定理を適用する際に気体の粘度に伴う現象を無視できる程度の大きさがある。連続性の原理により、小さな直径８３を有する喉状の流出口８３０を通過する地点８５における気流の速度は、大きな直径８２を有する流入口８２０近傍の地点８６における気流の速度より速くなる。このため、非圧縮性の気体であると仮定すると、気流の速度は断面積に反比例する。例えば、流入口８２０の直径８２が流出口８３０の直径８３の３倍である場合には、流出口の地点８５における気流の速度は、流入口の地点８６における気流の速度の３２＝９倍となる。したがって、一般的な外形を有する角状チューブ８０は、水凝集装置８１へ導入するのに適した高速の排出気流８７を提供する。角状チューブノズル８０そのものが水凝集装置としての役割を果たしてもよい。
【００３０】
ベルヌーイの定理によれば、気流の加速された部分において静圧Ｐが減少する。仮想的な理想気体におけるクラペイロン−メンデレエフの法則によれば、特に非圧縮性の気体として近似される低速の気流、すなわち等積プロセスについてはゲイリュサックの法則が成り立ち、Ｐ/Ｔ＝Ｃｏｎｓｔ（ここで、Ｐは静圧でありＴは気体部分の絶対温度である）である。これは、理想気体の法則を適用すると、静圧Ｐが減少すればこれに対応して気体部分の絶対温度Ｔが下がることを意味している。低下した温度Ｔにより所望の水の凝縮が引き起こされ得る。発熱性の水の凝縮工程は、非平衡性プロセスであり、凝縮された水とこの周囲が暖められる。このため、この部分の空気が依然として高湿度であっても、加速された気流の部分の温度がその露点より低くない状態となる。ここで、空気の湿度が低くなるにつれて露点自体も低くなる。
【００３１】
図８を参照した記載に基づき、冷却された排出気流８７を角状チューブノズル８０の外側に配置されている他の物体の周囲に当ててこれを冷却するために用いることができることが当業者にとって自明であろう。しかしながら、流入してくる風を収束させて加速させるために、大きな流入口８２０を有する角状チューブノズル８０を用いることが常に現実的であるとは限らない。幅広く（例えば、流入口８２０の直径８２が３０ｍであり、喉状の流出口８３０の直径８３が１ｍである）、且つ実質的に強風に耐えうるような角状チューブノズル８０を構築することは容易ではなく、また経済的でもない。
【００３２】
図８ｃは、更に改良された外形を有する角状チューブ８０２の概略図であり、気流を収束させ且つ回転させるものであり、本発明の例示的な実施形態に基づくものである。図８を参照して示した収束ノズル８０と比較して、更に改良された角状チューブ８０２は流線型の板保持機構８２５に固定された板８２１を有している。この固定された板８２１により流入してくる気流８４の流れの方向が変化し、角度８２３を有するようにする。この傾斜された気流に、角状チューブ８０２のコイル状の壁による回転モーメントが組み入れられ、らせん状に前進する。らせん状の動きは、らせんカーブ８６１により図示されている。
【００３３】
この回転させる技術は、固定された板８２１の後ろに別の固定された板８２２を配置することで連続させることができる。板８２２による傾斜角８２４は、板８２１による傾斜角８２３より大きい。よって、このような固定板を連続して配置することにより、コイル間の比較的短い軌跡を通過させることでらせん状の動きを有する気流を作り出すことが可能となる。らせん状の軌跡によって層状のらせん気流が作り出されるため、改良された外形を有する角状チューブの収束セグメント８８の長さ８９０を、図８を参照して説明した長さ８９と比較して短くすることができる。ここにおいても、流入口８２０は直径８２を有する。
【００３４】
改良された外形を有する角状チューブ８０２の収束セグメント８８が図８を参照して説明した収束ノズル８０と同じであるならば、非圧縮性気体を仮定すると、連続性の式にしたがい、改良された外形を有する角状チューブ８０２の収束セグメントにおける気体のらせん状の動きが有する前進速度は、図８を参照して説明した収束ノズル８０へ向かって流れる気流の速度と同じになる。
【００３５】
付加された回転の動きは二通りの加速をもたらす（速度方向を変える求心性の加速、及び同じ前進速度を保ちつつ速度の絶対値を増大させる対流加速）。改良された外形を有する角状チューブ８０２の喉８３０から出て、水凝集装置８１へ導入される気流８７３は、加速された対流としての二つの要素（前進と回転）の双方を有する。組み合わされた対流の加速は、対流する気体が有する位置エネルギーの消費により行われるものであり、よってベルヌーイの定理に基づきこの気体の静圧の低下を伴い、ゲイリュサックの法則に基づき温度の下降を伴うこととなる。さらに、断熱過程における回転には、放射方向での静圧の再分布が伴い、回転軸近傍の静圧は局所的に低くなる。このため、回転軸近傍の気体は断熱的に冷却される。温度の低下により水の凝集が誘発される。
【００３６】
図８ｃを参照した説明から、所望の回転特性を得るために、ガイド板８２１及び８２２並びに流線型の板保持機構８２５についてあらゆる建設的な解決策を講じることができることが当業者にとって自明であろう。
【００３７】
図８ｃを参照した説明から、冷却された板保持機構８２５にさらに熱導体（図示せず）を設けたものを用いて、改良された外形を有する角状チューブ８０２の外側に配置された物体を冷却することができることが当業者にとって自明であろう。
【００３８】
図８ｅは、改良された外形を有する別の角状チューブ８０３の概略図であり、本発明の例示的な実施形態に基づくものである。この角状チューブ８０３は、完全なコサイン様外形８８を有するが、翼様の詳細構造８８３を含むうろこ状の断片を組み入れている。これにより翼様の詳細構造８８３の間から改良された角状チューブ８０３の内部空間へ追加的な気流８６３が入る。
【００３９】
この現象は、対向する気流のフロント面８４を２乗して増大させる効果を有していると考えられ、対向する気流のフロント面８４のうち加速される有効面積が大きな直径８２を有する広い流入口８２０の断面積より大きくなるという効果をもたらす。対向する気流８４の一部分に追加的な気流８６３が加わり、内部において加速され、連続性の式にしたがって細い喉８３０の直径８３を通過する排出気流８７０の速度が増すことになる。したがって、排出気流８７０の速度は、図８を参照して説明した排出気流８７の速度より速くなる。
【００４０】
図８ｆは、コイル状に巻かれた翼８８４の直列構造体８０４(a cascade 804 of coiled-up wings 884)の概略図であり、本発明の例示的な実施形態に基づくものである。このような構造にすると、対向する気流８４のうち大部分を収束させることができ、高速で排出される細い気流８７５が得られる。なお、対向する気流のフロント面における有効面積は、コイル状に巻かれた翼８８４直列構造体８０４の広い流入口８２０の円状断面積より広くなっている。
【００４１】
図８ｇは、水凝集装置として機能する、直列構造の円錐台８０７を示す概略図であり、本発明の例示的な実施形態に基づいて構成されている。直列構造の円錐台８０７の全てが、同一の直径８２を有する流入口８２７を有し、後続の円錐台８０７の流出口の断面積は、その前にある円錐台８０７の流出口の断面積より小さくなっている。このため、最後の円錐台の流出口８３７が最小の直径８３を有している。このような構造とすることにより、対向する気流８４のうち大部分を収束させることができ、高速で排出される細い気流８７８が得られる。なお、対向する気流のフロント面における有効面積は、直列構造の円錐台８０７のうち最初の流入口８２７の断面積より広くなっている。加速されることで冷却された流出気流８７８は、凝集された水滴８９９を産出する。
【００４２】
図９は、直列構造の角状チューブ（流入口９３０を有する９０、流入口９３１を有する９１、及び流入口９３２を有する９２）の概略図である。この直列構造体が対向する高湿度の気流９５にさらされると、本発明の例示的な実施形態に基づいて水凝集装置として機能する。角状チューブ９０は、流入口９３０及び流出口９４０のそれぞれの開口端において実質的に異なる直径９３及び９４を有する。高湿度の気流９５は、大きな直径を有する流入口９３０から角状チューブ９０に入り、小さな直径９４を有する喉状流出口９４０から出てくる。
【００４３】
例えば、細い喉状流出口９４０の直径９４が流入口９３０の直径９３の３分の１である場合には、連続性の式にしたがって、喉状の流出口９４０近傍における流出気流９６の速度は、流入口９３０近傍の気流９５の速度の３２＝９倍速い。また、高湿度の気流９５の一部分は角状チューブ９０の周囲を流れ、外側気流９７を形成する。
【００４４】
さらに、細い喉状流出口９４０から排出される内側気流９６と外側気流９７の両方が、直列構造の角状チューブ９１に導入される。角状チューブ９１は内側気流９６と外側気流９７の双方を生成気流９８へと変換し、角状チューブ９１の細い喉状流出口から排出させる。生成気流９８の速度は、気流９６のおよそ２倍である。次の角状チューブ９２は、さらに気流９５の外側部分９７０を取り入れてさらに強化された気流９９を産出する。気流９９の断面積は角状チューブ９２の細い喉状流出口の断面積と同じであり、気流９９の速度は気流９６の速度のおよそ３倍である。
【００４５】
このように、たくさんの角状チューブを直列構造にすることにより、高湿度の気流を大量に収束させて極めて高速で且つ細い気流を得ることができる。この極めて高速な気流が音速に達すると、衝撃波が発せられる。衝撃波の発生は、気体の内部エネルギーの消費による現象であり、気体温度の急激な低下をもたらし、蒸気から水エアロゾルへの大量凝集を引き起こす。
【００４６】
図９を参照した上記の説明から、角状チューブにあらゆる改良をすることが可能であることが当業者にとって自明であろう。例えば、直列構造の改良角状チューブ８０６（図８ｄ）を用いると、内側と外側の気流の両方を回転させることにより改良された収束システム（図示せず）を構成することができる。
【００４７】
図９ａは、直列構造の鱗様の角状チューブ９００、９０１、９０２の概略図であり、本発明の例示的な実施形態に基づいて構成されている。上述の図９のような途切れの無い外形を有する角状チューブ９０、９１、９２と比較して、角状チューブ９００、９０１、９０２は、鱗様の外形を有し、翼様の詳細構造９０４を含んでいる。このような構造にすることで、対向する気流９０５のフロント面を広く収束させ、細く且つ高速の排出気流９０９を得ることができる。
【００４８】
図９ｂは、対向する気流のフロント面を広く覆う、直列構造の翼様の詳細構造９１１およびこれらを反転して並べられた直列構造の翼様の詳細構造９１２の配置９１０の概略図であり、本発明の例示的な実施形態に基づいて構成されている。具体的には、個々の翼様詳細構造９２１が直列構造の翼様詳細構造９１１を構成し、個々の翼様詳細構造９２２が反転させ直列構造の翼様詳細構造９１２を構成している。いわゆる揚力（ベクトル９３１および９３２で図示されている）は、対向する気流９５０の流動部分９４１および９４２から、翼様詳細構造９２１および９２２のそれぞれに対して作用する。ニュートンの第三法則にしたがって、向き合う翼様詳細構造９２１および９２２のそれぞれは、気流のうち対応する部分９４１および９４２に対して互いに反対方向に作用する。
【００４９】
このようにして、向き合って配置される例示的な翼様詳細構造９２１および９２２、ならびに一般に９１１および９１２は、対向する気流９５０に作用し、気流のフロント面は収束され、細くて速度の速い外気流９９０となる。本発明の例示的な実施形態によれば、向かい合う翼様詳細構造９１１および９１２の集合体は、高湿度の気流を加速させて水凝集装置として機能する。向かい合う翼様詳細構造９１１および９１２は、コイル状に巻かれた翼により実現できることが当業者にとって自明であろう。
【００５０】
図９ｃは、図９を参照して説明した、直列構造の角状チューブ９０、９１、９２の後に配置された水凝集装置８１の概略図であり、本発明の例示的な実施形態によるものである。この場合、高速気流９９は高効率を有する水凝集装置８１を実現する。本構成を実現可能とするためには、直列構造の各チューブの大きさが水凝集装置８１の大きさに相応していることが重要である。
図９ｃを参照してなされる以降の説明から、自然界の風力により駆動され様々な目的を果たすエンジンを変更することができ、水凝集装置８１以外の装置を配置してもよいことが当業者にとって自明であろう。例えば、本発明の例示的な実施形態によれば、発電を目的としたいわゆる風力タービンを、直列構造の角状チューブの後に配置してもよい。
【００５１】
高速航空機１０６の使用とは対照的に、図１１は、より低速度の航空機１１０の概略図であり、図９ｃを参照して説明した装置に似た構造である取り付け型の構造１１１を有しており、本発明の例示的な実施形態に基づいて構成されている。このような集合体は、森林火災の消火活動のために大気中から雨１１２を有効に引き出すために用いることができる。
【００５２】
図１４ａは、大きな角状チューブの形状、広い上側流入口、細い喉および広がった下側流出口を有した収束−発散ノズル１４４が取り付けられたヘリコプター１４３の概略図であり、本発明の例示的な実施形態に基づいて構成されている。このような集合体により、ヘリコプター１４３のプロペラ１５５で引き込まれた気流１４５が収束される。収束−発散ノズル１４４により気体の一部分が引き込まれ、コアンダ効果によってノズル１４４の外へ排出され、よってヘリコプター１４３の下側へ吹かれる気流１５８の量が増大する。収束−発散ノズル１４４の流出口から排出される、収束された下向きの気流１４６は、もともとの引き込まれた気流１４５と比較して速度は加速され、静圧は低下し、温度は降下している。これは、よく研究された圧縮性−膨張性気体の対流動作によるものであり、先行技術として図１ｂを参照してロケットノズル１００において説明した通りである。冷却された気流１４６は、水蒸気から雨粒１４７への凝集を誘発することができる。このような集合体は、例えば森林火災の消火活動のために大気中から雨粒１４７を有効に引き出すために用いることができる。 
【００５３】
図１４ｂは、気流１４５の一部分１４９の方向を変えるための固定された翼様板１４８をさらに備えた収束−発散ノズル１４４が取り付けられたヘリコプター１４３の概略図である。なお、気流１４９は、ヘリコプター１４３のプロペラ１５５により引き込まれ、収束−発散ノズル１４４の外側を流れているものである。流れの方向が変えられた気流部分１４９は、コアンダ効果によって回転性の動作を獲得する。ここで、回転性の動作は、円を描く矢印１５３により図示されている。加速された下向きの気流１４６は、回転性の気流１４９により吸い出され、よってさらに加速される。これにより形成された小さな竜巻が、水蒸気から雨粒１４７への凝集を誘発する。内側に板を配置することで（図示せず）、収束−発散ノズル１４４の外側を流れる気流の一部分を回転させ、小さな竜巻の有用な特性を向上させることができることが当業者にとって自明であろう。
【００５４】
図１５ａは、直列構造の比較的小さな収束−発散ノズル１５４が取り付けられたヘリコプター１４３の概略図であり、本発明の例示的な実施形態に基づいて構成されている。図１４ａを参照して説明された、かさ高く扱いにくい収束−発散ノズル１４４と比較して、直列構造の収束−発散ノズル１５４は実質的にコンパクトであり、より強力な気流収束効果を発揮することができ、よってより有効に水蒸気から雨粒１４７への凝集を誘発することができる。
【００５５】
１４４（図１４ａ）又は１５４（図１５ａ）の気流収束システムを取り付けられたヘリコプター１４３を含むこれらの集合体には、揚力効果に対するマイナスの要因とプラスの要因がある。揚力効果に対するマイナスの要因は、重量の増大、障害、表面摩擦であり、揚力効果に対するプラスの要因は、気流の加速およびヘリコプター１４３の下側へ向けて吹かれる気流１５８の増大である。
直列構造の小さな収束−発散ノズル１５４を取り付けることによる揚力効果に対するマイナスの要因は、収束−発散ノズル１４４（図１４ａ）を取り付けることによる揚力効果に対するマイナスの要因より小さい。これは、重量を比較的軽くすることができ、障害および表面摩擦を低減できるからである。
【００５６】
同時に、直列構造の小さな収束−発散ノズル１５４を取り付けることによる揚力効果に対するプラスの要因は、収束−発散ノズル１４４（図１４ａ）を取り付けることによる揚力効果に対するプラスの要因より大きい。これは、ノズル１５４により、下向きの気流のフロント面をより広く収束させることが可能だからである。気流の加速により与えられる１４４（図１４ａ）又は１５４（図１５ａ）の収束システムの揚力効果に対するプラスの要因は、力学的な見地からも、エネルギー保存則の見地からも説明することができる。力学的な見地によれば、下向きの気流は連続性の式にしたがって加速され、よってニュートンの第三法則によって揚力効果を後押しする。エネルギー保存則の見地によれば、ベルヌーイの定理および気体の法則にしたがって、下向きの気流について特定の量の冷却気流が有する内部一エネルギーが追加的な運動エネルギーに変換される。下向きの気流の追加的な運動エネルギーが、揚力効果に対するプラスの要因となる。
【００５７】
図１５ｂは、様々に傾けられるように自由度を付与された、直列構造の収束−発散ノズル１５６が取り付けられたヘリコプター１４３の概略図であり、本発明の例示的な実施形態に基づいて構成されている。このような自由度が付与されることにより、下向きの気流１５７および１５８を、垂直方向から変更させることができるようになり、ヘリコプター１４３の動作性が向上する。
【００５８】
以降にその概略が示される例示的な実施形態は、本発明の原理を図示する目的のみに与えられるものであり、以降に示される請求項の範囲を不必要に狭く解釈し、これを排他的に規定するものではない。当業者が、請求項の思想及びこの範囲を逸脱することなくここに教示される実施形態について様々な変更、組み換え又は修正をすることができることが予測される。
【図１】
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【図１ａ】
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【図１ｂ】
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【図２】
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【図２ａ】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７ａ】
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【図７ｂ】
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【図７ｃ】
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【図８】
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【図８ａ】
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【図８ｂ】
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【図８ｃ】
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【図８ｄ】
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【図８ｅ】
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【図８ｆ】
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【図８ｇ】
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【図９】
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【図９ａ】
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【図９ｂ】
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【図９ｃ】
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【図９ｄ】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４ａ】
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【図１４ｂ】
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【図１５ａ】
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【図１５ｂ】
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