(57)【要約】  動いている鈍頭物体（１８０）の空力抵抗を減少する方法であって、鈍頭物体の後縁に空気の流れ（２３０）を能動的に発生し、発生した空気の流れを使用して動いている鈍頭物体（１８０）の縁に対して動く空気の外部流れ（１３６）を制御する工程を含む方法。【選択図】図１ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
動いている鈍頭物体の空力抵抗を減少する方法であって、
（ａ）鈍頭物体の後縁に空気の流れを能動的に発生し、
（ｂ）発生した空気の流れを使用して動いている鈍頭物体の縁に対して動く空気の外部流れを制御する
工程を含む方法。
【請求項２】
発生した空気の流れを使用して外部流れを制御することは、存在する外部流れに対して角度を付けて発生した流れを適用して修正された外部流れを作成することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
発生した空気の流れを使用して外部流れを制御することは、一つ以上の吸引口を含む導管を通る流れを適用して吸引流れを作成し、一つ以上の吸引口を通る吸引流れは外部流れを修正することを含む、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
（ａ）及び（ｂ）の工程は、一つ以上の吸引口を含む導管を通る流れを適用して吸引流れを作成し、一つ以上の吸引口を通る吸引流れは外部流れを修正し、存在する外部流れに対して角度を付けてジェット流れを適用して修正された外部流れを作成することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
発生した流れは脈動ジェット流れである、請求項１〜４のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
地上車の少なくとも一部に適用される、請求項１〜５のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
運送用コンテナの少なくとも一部に適用される、請求項１〜６のいずれかに記載の方法。
【請求項８】
鈍頭物体に装置を加えることを含み、前記装置は鈍頭物体の外部形状を少なくとも一次元で変更する、請求項１〜７のいずれかに記載の方法。
【請求項９】
鈍頭物体に装置を加えることを含み、前記装置は鈍頭物体の外部形状を変更しない、請求項１〜７のいずれかに記載の方法。
【請求項１０】
（ａ）の工程は、空気に入力エネルギーを与えて流れを能動的に発生することを含む、請求項１〜９のいずれかに記載の方法。
【請求項１１】
入力エネルギーを与えることは、自動車の存在するシステムからエネルギーを引き出すことを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
エネルギーを引き出すことは、自動車の出力源から電気エネルギーを引き出すことを含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
エネルギーを引き出すことは、自動車の存在するシステムから機械エネルギーを引き出すことを含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
エネルギーを引き出すことは、自動車の内燃機関によって作られる熱エネルギーの少なくとも一部を捕獲することを含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１５】
エネルギーを引き出すことは、自動車の温度制御システムによって作られる空気流れの少なくとも一部を転用することを含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１６】
エネルギーを引き出すことは、自動車の空気圧システムによって作られる空気流れの少なくとも一部を転用することを含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１７】
入力エネルギーを与えることは、自動車のいかなる存在するシステムからも独立して操作するエネルギー源を使用することを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１８】
能動的に発生した流れは少なくとも０．５Ｌ／Ｓの流速によって特徴づけられる、請求項１に記載の方法。
【請求項１９】
能動的に発生した流れは少なくとも１ＰＳＩの圧力によって特徴づけられる、請求項１に記載の方法。
【請求項２０】
流体を通って動く物体の空力抵抗を減少するように適応された装置であって、
（ａ）装置ハウジング、及び
（ｂ）装置ハウジング内の流体発生装置
を含み、流体発生装置は、装置ハウジングが装着される動いている物体の縁の外部流れを制御する少なくとも一つの流れを発生するように適応されている、装置。
【請求項２１】
流体発生装置によって発生した少なくとも一つの流れは、修正された外部流れを作成するために存在する外部流れに対して角度を付けて装置ハウジングを出る脈動流れを含む、請求項２０に記載の装置。
【請求項２２】
流体発生装置によって発生した少なくとも一つの流れは、修正された外部流れを作成するために少なくとも一つの吸引口によって存在する外部流れに適用される吸引流れを含む、請求項２０又は２１に記載の装置。
【請求項２３】
流体発生装置によって発生した少なくとも一つの流れは、修正された外部流れを作成するために少なくとも一つの吸引口によって存在する外部流れに適用される吸引流れを含み、さらに、修正された外部流れを作成するために存在する外部流れに対して角度を付けて装置ハウジングを出るジェット流れを含む、請求項２０に記載の装置。
【請求項２４】
ジェット流れは脈動ジェット流れである、請求項２３に記載の装置。
【請求項２５】
地上車の外部表面に装着される、請求項２０〜２４のいずれかに記載の装置。
【請求項２６】
地上車の壁内に装着される、請求項２０に記載の装置。
【請求項２７】
地上車によって輸送される品目の外部表面に装着される、請求項２０に記載の装置。
【請求項２８】
地上車によって輸送される品目の壁内に装着される、請求項２０に記載の装置。
【請求項２９】
前記流れを発生するために自動車の存在するシステムからエネルギーを転用するように適応されるエネルギー源を含む、請求項２０〜２８のいずれかに記載の装置。
【請求項３０】
自動車の存在するシステムは、電気システム、ドライブトレイン及び温度制御システムからなる群から選択される、請求項２９に記載の装置。
【請求項３１】
流体発生装置は、少なくとも一つの流れ口を通して少なくとも０．５Ｌ／Ｓの速度によって特徴づけられる流れを発生するように適応される、請求項２０〜３０のいずれかに記載の装置。
【請求項３２】
流体発生装置は、少なくとも一つの流れ口を通して少なくとも１ＰＳＩの圧力によって特徴づけられる流れを発生するように適応される、請求項３１に記載の装置。
【請求項３３】
地上車の空力抵抗を減少する方法であって、
（ａ）地上車に外部流れを能動的に制御するように適応された装置を装着し、
（ｂ）地上車が動いている間に装置を操作する
工程を含む方法。
【請求項３４】
地上車に装置を装着することは、地上車の製造時に行なわれる、請求項３３に記載の方法。
【請求項３５】
地上車に装置を装着することは、地上車の製造後に組み込んで行なわれる、請求項３４に記載の方法。
【請求項３６】
地上車に装置を装着することは、地上車の外部表面に装置を配置することを含む、請求項３３〜３５のいずれかに記載の方法。
【請求項３７】
操作は、少なくとも５０キロメートル／時を越えるスピードで行なわれる、請求項３３〜３６のいずれかに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願
本願は、ともに２００７年５月２日に出願された米国仮特許出願６０／９２４１５７及び６０／９２４１５８の利益を主張し、本願と同日にＰＣＴ特許出願として出願されかつ代理人整理番号４３７２３として識別される、Ｇ．Ａｒｗａｔｚ，Ｉ．Ｆｏｎｏ及びＡ．Ｓｅｉｆｅｒｔによる「Ａｐｐａｒａｔｕｓ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  Ｏｓｃｉｌｌａｔｉｎｇ  Ｆｌｕｉｄ  Ｊｅｔｓ」という名称の同時係属出願に関連する。上述の特許出願の全ての開示内容は参考としてここに完全に組み入れられる。
【０００２】
発明の分野
本発明は、限定されないが、例えばトラックの後部物体及び他の車両を含む鈍頭物体（ｂｌｕｎｔ  ｏｒ  ｂｌｕｆｆ  ｂｏｄｙ）の空力抵抗を減少するための装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
車両が前方に動くとき、車両の表面に沿った外部の空気流れは車両の後部端の表面から分離する。分離は実質的に垂直な後部面を有する車両（例えばトラック）において最も顕著である。表面からの流れの分離は車両の後部面の背後に低い圧力の領域を作成する。低い圧力の領域は、空力抵抗として知られる現象で車両を後方に「引っぱる」。車両（例えばトラック）の空力抵抗は燃料効率を有意に低下する。
【０００４】
燃料効率の低下は、燃料消費の増大に導き、それは空気汚染及び／又は温室ガスの生成及び／又は輸送コストの増大に寄与する。
【０００５】
様々な構成で車両に装着される機械的（静的）流れデフレクターは、燃料効率を増大しようとするときに外部流れ層の流れを制御するために使用される。これらの機械的流れは一般に、「フレア加工」又は「デフレクター」として言及される。
【０００６】
空力抵抗は、高速道路のスピードで動いている地上車（例えばトラック）の全運動抵抗の約５０％〜７０％を占める。それゆえ、空力抵抗の２０％の減少は、全抵抗の１０％の正味の減少の潜在的可能性を持つ。１０％の抵抗の減少は、燃料消費の７〜１０％を減少する潜在的可能性を持つ。空力抵抗の２０％の減少からの燃料消費の実際の減少は他の要因によって影響される。それらの要因は限定されないが、車両重量、減少を実施するエネルギーコストを含む。現在の燃料価格では、高速道路のスピードで５００００マイル／年を走行するトラックは空力抵抗の２０％の減少から１年あたり＄３０００の正味の節約を実現できるだろう。より長い距離を走行するトラックは比例的により大きな節約を実現できる。代替的に又は追加的に、燃料消費の７〜１０％の減少は有意な環境上のインパクトを持つことができるだろう。存在する能動的なデフレクターは空力抵抗及び／又は燃料消費をこの程度まで減少する能力を持たない。サイズ及び／又は重量及び／又はコスト及び操作上の考慮すべき事項によって課される制限のため、能動的なデフレクターを燃料効率に寄与する程度に高めるさらなる開発が実際には考えられる。操作上の考慮すべき事項は限定されないが、商品の積み降ろしの影響、ライト及び反射板の視認性の妨げ、及び装置の有意な張出しを含む。
【０００７】
コアンダ効果を使用して高スピードの壁面ジェットを湾曲した空力形状に適用することによって強力な循環流れを生成する手段が広範に研究されている（例えば、Ｊｏｎｅｓ，ＧＳ及びＥｎｇｌａｒ，ＲＪ，ＡＩＡＡ論文２００３−３４１１参照、その内容は参考としてここに完全に組み入れられる）。最近では、同様の考えが重い車両の抵抗を減少するために適用されている（例えば、ＳＡＥ技術論文２００１−０１−２０７２，Ｒ．Ｊ．Ｅｎｇｌａｒ著及びＡＩＡＡ論文２００４−２２４９，Ｒ．Ｃ．ＭｃＣａｌｌｅｎら著参照、その内容は参考としてここに完全に組み入れられる）。
【０００８】
Ｂｅｎｎｅｔｔらの米国特許第４７３６９１３号は、分離線からちょうど上流に位置された接線方向の流体放出スロットを利用して急な曲がりの外部形状を持つ物体の領域に付いた流れを制御可能に維持する流体流れ制御装置を記載し、それは外部の流れ層を付勢しかつ周囲の流れを連行する薄いジェット広がりを出す。Ｂｅｎｎｅｔｔは、巡航時の分離及び渦抵抗を減少し、航空機の低スピード操作時の制御力及びモーメントを与えるために航空機の後部胴体への適用を記載する。この特許の開示は参考としてここに完全に組み入れられる。
【０００９】
Ｅｎｇｌａｒらの米国特許第７１０４４９８号は、様々な目的のためにブロウンチャンネルサーキュレーションコントロールウイング（ｂｌｏｗｎ  ｃｈａｎｎｅｌ  ｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ  ｃｏｎｔｒｏｌ  ｗｉｎｇｓ（ＣＣＷ））を有するチャンネルウイングを含む航空機を記載する。記載されたＣＣＷは、加圧空気の源に頼り、丸められた後縁上に加圧空気を接線方向に放出することができる。丸められた後縁上に放出される加圧空気は、航空機の迎え角から独立して得られる高い揚力を与え、従って非対称的な分離流れや高い揚力発生のために必要な高い迎え角でＣＣウイングによって経験される失速を防止する。航空機は、ブロウンチャンネルＣＣＷに相乗的に接続されたブロウンアウトボードサーキュレーションコントロールウイング（ＣＣＷ）をさらに含むことができる。ブロウンアウトボードＣＣＷはさらなる高い揚力を与え、推力／抵抗の交換を制御し、異なるブロウイングが前後に又は左右に適用されるときに全ての三つの空力モーメントを与えることができる。ともにブロウンチャンネルＣＣＷである。この特許の開示は参考としてここに完全に組み入れられる。
【００１０】
参考としてここに完全に開示内容が組み入れられる「Ｍｅｔｈｏｄ  ａｎｄ  Ｍｅｃｈａｎｉｓｍ  ｆｏｒ  Ｐｒｏｄｕｃｉｎｇ  Ｓｕｃｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｐｅｒｉｏｄｉｃ  Ｅｘｃｉｔａｔｉｏｎ  Ｆｌｏｗ」という名称のＳｅｉｆｅｒｔらの米国特許第７０５５５４１号は、ここで開示された発明の幾つかの実施態様に使用するために好適な例示的な値を記載する。
【００１１】
ウイング区域の外部流れ制御の効果を特徴づけるための初期の研究では、分離を制御する目的のために表面に又はその近くに適用される空気の振動又は脈動流れが振動又は脈動なしで適用された同様の流れより百倍ほど効果的でありうることが測定されている（Ｓｅｉｆｅｒｔら（１９９６）Ｊ．ｏｆ  Ａｉｒｃｒａｆｔ  ３３（４）：６９１−６９９）。
【発明の概要】
【００１２】
本発明の幾つかの実施態様の側面は、抵抗を減少する手段として動いている鈍頭物体の縁の外部流れを能動的に制御することに関する。本発明の例示的実施態様では、動いている鈍頭物体は車両の一部（例えばトラックの後部）又は車両で運ばれるもの（例えば運送用コンテナ）である。
【００１３】
本発明の例示的実施態様では、能動的な制御は、存在する外部流れに対する流体ジェット及び／又は吸引の適用を含む。任意選択的に、流体ジェットは脈動及び／又は振動流体ジェットである。任意選択的に、外部流れ層が制御する縁は上方縁、下方縁及び側方縁の一つ以上を含むことができる。
【００１４】
本発明の例示的実施態様では、能動的な外部流れ制御装置は、物体が移動するときに鈍い後部領域を有する物体の空力抵抗を減少する。任意選択的に、装置は組み込み操作において又は製造時に適用される。組み込み装置は外部又は内部（ビルトイン）のものであることができる。本発明の例示的実施態様では、鈍頭物体中に能動的な外部流れ制御装置を含めることは、物体が移動するときに物体の空力抵抗を減少する。任意選択的に、そのように含めることは鈍頭物体の製造中又は後に行なわれる。
【００１５】
任意選択的に、鈍い後部領域を有する物体は限定されないが、トラック、トラックトレーラ、バン、スポーツユーティリティビークル（ＳＵＶ）、バス、ステーションワゴン及び運送用コンテナを含む。
【００１６】
例示的実施態様では、本発明による装置及び／又は方法は、従来利用可能であるデフレクター又はフレア加工より何倍も効率的に外部流れ分離を防止する。任意選択的に、適用される流れの脈動及び／又は振動はそれらの効率性を有意に高める。
【００１７】
例示的実施態様では、本発明による装置及び／又は方法は、外部流れ分離における相乗的遅れを達成するために従来利用可能なデフレクター又はフレア加工と結合して配置及び／又は実行される。任意選択的に、本発明の例示的実施態様による装置は能動的な方式ではデフレクタとして作用する。
【００１８】
本発明の様々な例示的実施態様によれば、能動的な外部流れ制御装置は、直線的及び／又は湾曲した表面によって特徴付けられることができる。任意選択的に、湾曲した表面は凸状、凹状又はそれらの組み合わせである。
【００１９】
本発明の幾つかの実施態様の側面は、抵抗を減少する手段として動いている鈍頭物体の縁の外部流れに入力エネルギーを適用することに関する。本発明の例示的実施態様では、入力エネルギーは、抵抗減少に寄与する外部流れの分裂に寄与する。任意選択的に、入力エネルギーは自動車の存在するシステムから来るものであり、かつ／または明白に入力エネルギーを与えるように設置されたエネルギー供給源によって提供される。
【００２０】
本発明の例示的実施態様では、動いている鈍頭物体（ｂｌｕｎｔ−ｅｄｇｅｄ  ｂｏｄｙ）の空力抵抗を減少する方法であって、
（ａ）鈍頭物体の後縁に空気の流れを能動的に発生し、
（ｂ）発生した空気の流れを使用して動いている鈍頭物体の縁に対して動く空気の外部流れを制御する
工程を含む方法が提供される。
【００２１】
任意選択的に、物体の鈍い縁（ｂｌｕｎｔ  ｅｄｇｅ）は物体の別の寸法と比較して小さい半径によって特徴付けられる（例えば、その高さの５〜２０の比で小さい）。
【００２２】
任意選択的に、発生した空気の流れを使用して外部流れを制御することは、存在する外部流れに対して角度を付けて発生した流れを適用して修正された外部流れを作成することを含む。
【００２３】
任意選択的に、発生した空気の流れを使用して外部流れを制御することは、一つ以上の吸引口を含む導管を通る流れを適用して吸引流れを作成し、一つ以上の吸引口を通る吸引流れは外部流れを修正することを含む。
【００２４】
任意選択的に、（ａ）及び（ｂ）の工程は、一つ以上の吸引口を含む導管を通る流れを適用して吸引流れを作成し、一つ以上の吸引口を通る吸引流れは外部流れを修正し、存在する外部流れに対して角度を付けてジェット流れを適用して修正された外部流れを作成することを含む。
【００２５】
任意選択的に、発生した流れは脈動ジェット流れである。
【００２６】
任意選択的に、前記方法は地上車の少なくとも一部に適用される。
【００２７】
任意選択的に、前記方法は運送用コンテナの少なくとも一部に適用される。
【００２８】
任意選択的に、前記方法は鈍頭物体に装置を加えることを含み、前記装置は鈍頭物体の外部形状を少なくとも一次元で変更する。
【００２９】
任意選択的に、前記方法は鈍頭物体に装置を加えることを含み、前記装置は鈍頭物体の外部形状を変更しない。
【００３０】
任意選択的に、（ａ）の工程は、空気に入力エネルギーを与えて流れを能動的に発生することを含む。
【００３１】
任意選択的に、入力エネルギーを与えることは、自動車の存在するシステムからエネルギーを引き出すことを含む。
【００３２】
任意選択的に、エネルギーを引き出すことは、自動車の出力源から電気エネルギーを引き出すことを含む。
【００３３】
任意選択的に、エネルギーを引き出すことは、自動車の存在するシステムから機械エネルギーを引き出すことを含む。
【００３４】
任意選択的に、エネルギーを引き出すことは、自動車の内燃機関によって作られる熱エネルギーの少なくとも一部を捕獲することを含む。
【００３５】
任意選択的に、エネルギーを引き出すことは、自動車の温度制御システムによって作られる空気流れの少なくとも一部を転用することを含む。
【００３６】
任意選択的に、エネルギーを引き出すことは、自動車の空気圧システムによって作られる空気流れの少なくとも一部を転用することを含む。
【００３７】
任意選択的に、入力エネルギーを与えることは、自動車のいかなる存在するシステムからも独立して操作するエネルギー源を使用することを含む。
【００３８】
任意選択的に、能動的に発生した流れは少なくとも０．５Ｌ／Ｓの流速によって特徴づけられる。
【００３９】
任意選択的に、能動的に発生した流れは流れ制御装置のための入口において少なくとも４ＰＳＩの圧力によって特徴づけられる。
【００４０】
本発明の例示的実施態様では、流体を通って動く物体の空力抵抗を減少するように適応された装置であって、
（ａ）装置ハウジング、及び
（ｂ）装置ハウジング内の流体発生装置
を含み、流体発生装置は、装置ハウジングが装着される動いている物体の縁の外部流れを制御する少なくとも一つの流れを発生するように適応されている、装置が提供される。
【００４１】
任意選択的に、流体発生装置によって発生した少なくとも一つの流れは、修正された外部流れを作成するために存在する外部流れに対して角度を付けて装置ハウジングを出る脈動流れを含む。
【００４２】
任意選択的に、流体発生装置によって発生した少なくとも一つの流れは、修正された外部流れを作成するために少なくとも一つの吸引口によって存在する外部流れに適用される吸引流れを含む。
【００４３】
任意選択的に、流体発生装置によって発生した少なくとも一つの流れは、修正された外部流れを作成するために少なくとも一つの吸引口によって存在する外部流れに適用される吸引流れを含み、さらに、修正された外部流れを作成するために存在する外部流れに対して角度を付けて装置ハウジングを出るジェット流れを含む。
【００４４】
任意選択的に、ジェット流れは脈動ジェット流れである。
【００４５】
任意選択的に、前記装置は地上車の外部表面に装着される。
【００４６】
任意選択的に、前記装置は地上車の壁内に装着される。
【００４７】
任意選択的に、前記装置は地上車によって輸送される品目（例えば運送用コンテナ）の外部表面に装着される。
【００４８】
任意選択的に、前記装置は地上車によって輸送される品目（例えば運送用コンテナ）の壁内に装着される。
【００４９】
任意選択的に、前記装置は前記流れを発生するために自動車の存在するシステムからエネルギーを転用するように適応されるエネルギー源を含む。
【００５０】
任意選択的に、自動車の存在するシステムは、電気システム、ドライブトレイン及び温度制御システムからなる群から選択される。
【００５１】
任意選択的に、流体発生装置は、少なくとも一つの流れ口を通して少なくとも０．５Ｌ／Ｓの速度によって特徴づけられる流れを発生するように適応される。
【００５２】
任意選択的に、流体発生装置は、少なくとも一つの流れ口を通して少なくとも３ＰＳＩの圧力によって特徴づけられる流れを発生するように適応される。
【００５３】
本発明の例示的実施態様では、地上車の空力抵抗を減少する方法であって、
（ａ）地上車に外部流れを能動的に制御するように適応された装置を装着し、
（ｂ）地上車が動いている間に装置を操作する
工程を含む方法が提供される。
【００５４】
任意選択的に、移動はしきい値速度以上である。
【００５５】
任意選択的に、地上車に装置を装着することは、地上車の製造時に行なわれる。
【００５６】
任意選択的に、地上車に装置を装着することは、地上車の製造後に組み込んで行なわれる。
【００５７】
任意選択的に、地上車に装置を装着することは、地上車の外部表面に装置を配置することを含む。
【００５８】
任意選択的に、操作は、少なくとも７０キロメートル／時を越えるスピードで行なわれる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
以下の説明において記載された本発明の例示的な限定されない実施態様は、ここに添付された図を参照して読まれる。図において、二つ以上の図において現れる同一及び類似の構造、要素又はそれらの部分は一般に、それらが現れる図において同一又は類似の参照符号を付けられる。図に示された構成要素及び特徴の寸法は主に説明の便宜性及び明確性のために選択され、必ずしも縮尺通りでない。添付図面は以下の通りである。
【００６０】
【図１ａ】本発明の例示的実施態様による装置の側方横断面の概略図である。
【００６１】
【図１ｂ】本発明の異なる例示的実施態様の操作効率に寄与する流れ角の例示的範囲を示す。
【００６２】
【図１ｃ】本発明の例示的実施態様による装置及び鈍頭物体の上部表面の平面図である。
【００６３】
【図２】鈍頭物体に装着された本発明の例示的実施態様による装置の側方横断面の概略図である。
【００６４】
【図３Ａ】吸引方向（破線矢印）及び脈動流体放出及び／又は追加吸引（本発明の例示的実施態様による点線矢印）を示す鈍頭物体に装着される装置の一部の側方横断面の概略図である。
【図３Ｂ】吸引方向（破線矢印）及び脈動流体放出及び／又は追加吸引（本発明の例示的実施態様による点線矢印）を示す鈍頭物体に装着される装置の一部の側方横断面の概略図である。
【図３Ｃ】吸引方向（破線矢印）及び脈動流体放出及び／又は追加吸引（本発明の例示的実施態様による点線矢印）を示す鈍頭物体に装着される装置の一部の側方横断面の概略図である。
【００６５】
【図４Ａ】本発明の異なる例示的実施態様による鈍頭物体に装着される装置の側方横断面の概略図である。
【図４Ｂ】本発明の異なる例示的実施態様による鈍頭物体に装着される装置の側方横断面の概略図である。
【００６６】
【図５】本発明の例示的実施態様による方法の簡単な流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００６７】
概観
図１Ａは、本発明の例示的実施態様による装置１０の側方横断面の概略図である。装置１０は鈍頭物体１８０の後縁１８４に取り付けられて描かれている。鈍頭物体１８０が前方（図の左側）に動くにつれて外部流れ１２６が確立される。予定通りでは、流れ１２６は後縁１８４の後に続く（１３６）。本発明の例示的実施態様では、装置１０は偏向された外部流れ１４６を起こす。描かれた実施態様では、偏向された流れ１４６は予定通りの流れ１３６に対して下方にシフトされる。
【００６８】
描かれた実施態様では、装置１０は、分割壁３４によって分離される上部室３６及び導管４６を含むハウジング３２を含む。本発明の例示的実施態様では、分割壁３４は上部室３６と導管４６の間に一つ以上の口２２を含む。本発明の例示的実施態様では、下部壁２６は導管４６の底縁を規定する。
【００６９】
本発明の例示的実施態様によれば、入力流れ２２８は入口２４を介して導管４６に入る。本発明の例示的実施態様によれば、入力流れ２２８は入力エネルギーによって駆動される。任意選択的に、少なくとも一つの吸引口２０は外部環境と上部室３２の間の流体連通を与える。描かれた実施態様では、入力流れ２２８は導管４６を通って流れるとき、入力口２４の出口の背後の減圧のために口２２を介して上部室３６から導管４６中に追加の流体が引っぱられる。口２２を通る上部室３６からの追加の流体の引っぱりは、上部室３６内の圧力を減少する。減少した圧力は、外側の環境から吸引口２０を介する上部室３６中への吸引流れ２２０に寄与する。任意選択的に、吸引流れ２２０は口２２を通って導管４６中に続き、そこでそれは流れ２２８と混合して流れ２２８を増大させる。
【００７０】
本発明の例示的実施態様では、少なくとも一つの出力流れ口３０は導管４６中の流れを外側の環境に出すことを可能にする。任意選択的に、一つ以上の突出部４０が出力流れ口３０の近くの導管４６に設置され、出力流れ２３０を所望の方向に向ける。本発明の例示的実施態様では、所望の方向は予定通りの外部流れ１３６に対して下向きの角度である。本発明の例示的実施態様では、吸引流れ２２０及び／又は出力流れ２３０は、偏向された流れ１４６を作成するために予定通りの流れ１３６の偏向に寄与する。
【００７１】
図１Ｂは、本発明の異なる例示的実施態様の操作効率に寄与する流れ角の例示的範囲を示すダイヤグラム５０である。ダイヤグラムは図１Ａのような装置断面の外形に重ねられる。ダイヤグラム５０では、後面１８４は９０度（垂直）として示される。任意選択的に、吸引口２０は１１０〜１３０°に位置され、出力流れ口３０は１２０〜１５０°に位置される。さらに、図は、本発明の幾つかの例示的実施態様では、出力流れ口３０がハウジング３２の口３０の部位に接する線（Ｔ−Ｔとして示される）に対して２０〜４０°の角度を付けられることを示す。
【００７２】
図１Ｃは、上部面１８６及び後部面１８４が単一平面にあるように展開した鈍頭物体１８０を描く。この図では、装置１０は上部面１８０の近くの後部面１８４の上部で見られる。描かれた実施態様では、二つの出口３０が描かれている。任意選択的に、出口流れ２３０はこれらの口の間で振動する。任意選択的に、振動は、関連出願の部分で上で参照したＧ．Ａｒｗａｔｚらによる「Ａｐｐａｒａｔｕｓ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  Ｏｓｃｉｌｌａｔｉｎｇ  Ｆｌｕｉｄ  Ｊｅｔｓ」という名称の同時係属出願に記載されたタイプのフィードバック管（口２３の間を接続するものであり、明確化のために１８０で示されるものではない）によって制御される。
【００７３】
本発明の例示的実施態様では、多数の吸引口２０は上部室（図１Ａ参照）を介してより少ない数の接続口２２に集まる。任意選択的に、上部室３６は、吸引流れ３０を入口２４の出口の背後にある口２２に戻すように案内する役割を有する。多数の吸引口２０が描かれているが、後面１８４の同様の幅にわたる単一の合流開口を単一の穴もしくは細長いスロット又は多数のそれらの形状で与えることにより同様の効果が達成されることができる。
【００７４】
図２は、鈍頭物体１８０に設置された本発明の例示的実施態様による装置１１０の側方横断面の概略図１００である。本発明の例示的実施態様では、鈍頭物体はトラックの荷台、セミトレーラ又はトレーラ上の運送用コンテナ又はトラックの後部物体である。描かれた実施態様では、装置１１０は後面１８４の上及び下縁に設置される。代替的に又は追加的に、装置１１０は後面１８４の側方（垂直）縁に設置されることができる。
【００７５】
鈍頭物体１８０が前方に（この図の左に）進むにつれて鈍頭物体１８０の周囲に空気が流れ、前面１８２（この図の縁として見える）は空気流れを分裂し、従って外部流れは鈍頭物体１８０の上部面１８６の上に、鈍頭物体１８０の側部に沿って、そして鈍頭物体１８０の下部面１８８の下に作成される。典型的には、全ての外部流れは、上部面１８６及び下部面１８８のそれぞれの高さで鈍頭物体１８０の後面１８４を越えて平行に鈍頭物体１８０の側部から分離して流れ続ける。
【００７６】
図２の例示的実施態様では、各装置１１０は横断面において１８０度の円弧を持つように描かれている。任意選択的に、９０度又はそれより小さい円弧の角度が流れ制御機能に関して十分であり、装置１１０を後面１８４に単に取り付けるために使用される。
【００７７】
本発明の例示的実施態様では、角度２５０（図３Ａ）は９０度又はそれより大きい。任意選択的に、より大きい角度は空力効率を低下しないが、荷物の積み降ろしのために使用される開閉扉のような他の操作上の制約を生じうる。
【００７８】
本発明の実施態様による例示的装置１１０の物理的存在は、外部流れ層空気流れの１３６によって示される下方向への受動的な方向転換を起こすことができる。下方縁１８８に隣接して設置された追加の例示的装置１１０は、外部空気流れの１３８によって示される上方向への同様の受動的な方向転換を起こすことができる。この効果は、能動的なデフレクターとしての装置１１０の機能に起因しうる。同じ原理は、後部面１８４の側部に取り付けた１１０と同様の装置に対しても適用できる。
【００７９】
風洞試験は、６ｐｓｉの圧力で送出された流れ２２８が９０Ｈｚの出力口３０の間の振動周波数を生じることを示す。任意選択的に、振動周波数は下方の偏向１４６に対して相対的に弱い効果を持つ。本発明の例示的実施態様では、入口流れ２２８が送出される圧力を増大すること、吸引流れ２２０、脈動吹き付け流れ２３０の周波数及び大きさを増大することは、結果として、下方向の偏向１４６の角度の増加に寄与する。本発明の例示的実施態様では、下方向の偏向１４６の角度が増大するとき、抵抗減少もまた増大する。本発明の例示的実施態様では、下方向の偏向１４６の角度、入口流れ２２８が送出される圧力、及び正味の抵抗減少の間にトレードオフの関係がある。
【００８０】
本発明の例示的実施態様では、方向転換された外部流れ１４６は空力抵抗の減少に寄与し、それは能動的な偏向によって与えられるものより１．５，２，３，４又は５倍、又はそれらの中間倍、又はそれらより大きい倍数で大きい。任意選択的に、方向転換された外部流れ１４６が空力抵抗の減少に寄与する程度は方向転換の角度とともに変化する。本発明の例示的実施態様では、方向転換の角度は流れ２２０及び／又は２３０の速度、及び／又はそれらが適用される角度とともに変化する。
【００８１】
外部流れを能動的に方向転換する種々の方法は以下において本発明の異なる例示的実施態様において詳細に説明される。
【００８２】
任意選択的に、前縁１８２と上部及び下部面（それぞれ１８６及び１８８）の間の接合部１８１は、破線１８３によって示されるように湾曲される。湾曲（例えば１８３によって示されるタイプのもの）は鈍頭物体の前面で流れ分離を除去することが良く知られている。しかしながら、高さ及び／又は幅より２倍、任意選択的には３倍又はそれより大きい長さによって特徴づけられる一般的な車両及び／又は運送用コンテナでは、前縁１８２のこの湾曲は鈍頭物体１８０の後縁１８４での外部流れ層分離に対して相対的に小さい効果を持つ。従って、前縁１８２の修正は後縁１８４での空力抵抗を有意に減少しない。
【００８３】
図２の側方横断面では、装置１１０は後面１８４の上及び下の縁でだけ見ることができるが、それらは本発明の種々の例示的実施態様に従って追加の及び／又は他の位置で設置されることができる。
【００８４】
本発明の種々の例示的実施態様によれば、装置１１０は鈍頭物体１８０の後面１８４の周囲の多いと１００％に沿って又は少ないと１０％に沿って展開されることができる。本発明の例示的実施態様では、装置１１０は後面１８４の周囲の２５％，５０％又は７５％に沿って展開される。
【００８５】
本発明の例示的実施態様では、装置１１０は鈍頭物体１８０の後部面１８４の上及び／又は下の縁上に装着される。任意選択的に、この構成は鈍頭物体１８０の後面１８４の水平方向の中線に向かって上方に及び／又は下方に外部流れを偏向する。
【００８６】
本発明の例示的実施態様では、装置１１０は鈍頭物体１８０の後部面１８４の一つ以上の垂直側縁上に装着される。任意選択的に、この構成は鈍頭物体１８０の後部面１８４の垂直方向の中線に向かって内側に外部流れを偏向する。
【００８７】
本発明の例示的実施態様では、複数の出口流れ口３０が後部面１８４の一つ以上の縁に沿って分配される。本発明の例示的実施態様では、地上車は一つ以上の装置１１０を取り付けることができ、その装置は後部面１８４の単一縁に沿って数十個、任意選択的に数百個の口３０を与える。任意選択的に、外部流れの所望の偏向を生成するために出力口３０の数と各口３０からの流れ２３０の速度の間にトレードオフの関係がある。任意選択的に、所望の偏向は所望の正味の抵抗減少に寄与する。
【００８８】
本発明の例示的実施態様では、各口３０は０．５〜１．０Ｌ／Ｓ又はそれより大きい流れを与える。任意選択的に、流れは脈動流れである。任意選択的に、脈動流れは二つ以上の口３０の間で振動する。本発明の例示的実施態様では、数十個〜数百個の口３０は１〜２００Ｌ／Ｓの全体の空気流れを与える。任意選択的に、流れは雰囲気圧より１〜１０ＰＳＩ高い圧力で、任意選択的に雰囲気圧より４〜６ＰＳＩ高い圧力で送出される。
【００８９】
例示的装置構成
図３Ａは、装置１１０によって生成される流れの吸引方向（破線矢印２２０）及び脈動流体放出及び／又は追加の吸引（点線矢印２３０）を示す鈍頭物体１８０の後部面１８４に装着された本発明の例示的実施態様による一つ以上の直線縁によって特徴づけられるハウジング２１４を有する装置１１０の一部の側方横断面の概略図２００である。
【００９０】
本発明の例示的実施態様では、一つ以上の脈動流れ２３０は下方の角度で適用される（一つの脈動流れ２３０が明確化のために描かれている）。任意選択的に、流れ２３０は装置１１０のハウジング２１４から外方に発出するジェット及び／又は装置１１０のハウジング２１４の内側に向けられた吸引流れを含むことができる。流れ２３０は装置１１０の湾曲した表面に対して浅い角度２３２で放出されるべきである。任意選択的に、浅い角度は放出位置の表面２１４に対する接線方向に対して１５，２５，３５又は４５度（又はそれらより小さい又はそれらの中間又はそれらより大きい角度）である。
【００９１】
代替的に又は追加的に、装置１１０は、外部流れを下方に偏向する手段としてハウジング２１４の上部内への吸引流れ２２０を作成する（一つの吸引流れ２２０が明確化のために描かれている）。任意選択的に、吸引は、脈動流れ２３０を与えるために使用される導管の一つ以上の吸引口によって供給される。
【００９２】
本発明の例示的実施態様では、吸引流れ２２０及び／又は脈動流れ２３０の大きさは、流体に対する物体１８０の相対的な移行速度の大きさ又はその逆のオーダを持つものである。本発明の例示的実施態様では、鈍頭物体１８０の流れ２２０及び／又は２３０は、鈍頭物体１０が高速道路のスピード（例えば５０〜８０ＭＰＨ又はそれより大きいスピード）で走行するときに適用される。任意選択的に、流れ２２０及び／又は２３０の速度は１０，２０，３０，４０，５０，６０，７０，８０又は９０ＭＰＨ又はそれらの中間値又はそれらより大きい値の速度である。本発明の例示的実施態様では、流れ２２０及び／又は２３０の速度は、装置１１０が装着される車両の速度に従って調整される。任意選択的に、流れ２２０及び／又は２３０の速度は車両の速度の５０％〜２００％である。本発明の例示的実施態様では、流れ２２０及び／又は２３０の速度は車両の速度にほぼ等しい。一般に、抵抗減少の量は、流れ２２０及び／又は２３０の速度が増大するにつれて増大する。
【００９３】
本発明の例示的実施態様では、装置１１０は、１：４，１：８，１：１０，１：１２，１：１６，１：１８，１：２０，１：２５又はそれらより小さい又はそれらの中間又はそれらより大きいアスペクト比（図２に示すＲ：Ｈ）によって特徴づけられ、２Ｒは後部面１８４に対する装置１１０の垂直高さであり、Ｈは物体１８０の垂直高さである。本発明の例示的実施態様では、アスペクト比を増大することは、同様の制御値を達成するために流れに対する条件の増加に寄与する。任意選択的に、１：５〜１：２０のアスペクト比は、必要な流れの制御値と達成される抵抗減少の間の許容可能なトレードオフの関係を与える。
【００９４】
図３Ｂは、装置ハウジング２１６が部分的に凸状で部分的に凹状の上部面によって特徴づけられる追加の例示的実施態様２０２を描く。
【００９５】
本発明の例示的実施態様では、出口３０（ここでは脈動流れ２３０によって表される）は、脈動流れ２３０が外部流れ層に衝突するようになっており、そこではそれは吸引口２０（吸引流れ２２０によって表される）の下流を再分離する傾向があり、効率の増大に寄与する。
【００９６】
図３Ｃは、装置ハウジング２１８が実質的に凹状の上部面によって特徴づけられる追加の例示的実施態様２０４を描く。
【００９７】
例示的装着構成
図４Ａは、本発明の例示的実施態様による鈍頭物体１８０上の装置１１０のための装着構成３００の横断面の概略図である。描かれた実施態様では、後部面１８４はヒンジ３２０に装着された扉３３０を含む。任意選択的に、装置１１０は装置ヒンジ３５０及び／又はコネクタ３５２によって鈍頭物体１８０の上部面１８６に接続される。本発明の例示的実施態様では、装置１１０は扉３３０の開放を可能にするように移動又は回転３９０される。任意選択的に、装置１１０は装置ヒンジ３５０に対して回転方向に及び／又はコネクタ３５２に対して軸方向に動く。本発明の種々の実施態様によれば、装置１１０は後部面１８４の幅及び／又は周囲の少ないと１０％又は多いと１００％を占有する。
【００９８】
本発明の例示的実施態様では、コネクタ３５２はヒンジ３５０なしで与えられ、装置１１０は扉３３０の開放を容易にするためにコネクタ３５２を脱離することによって一時的に除去される。
【００９９】
本発明の例示的実施態様では、装置１１０は扉３３０の後部に面する表面に永続的に取り付けられる。任意選択的に、装置１１０は、二つの扉３３０に対応する二つの部分に分割される。本発明の例示的実施態様では、入力流れ２２８は各装置１１０に対して別々に与えられる。本発明の例示的実施態様では、単一の入力流れ２２８は分配管を介して装置の両半分に分配される。
【０１００】
本発明の例示的実施態様では、鈍頭物体１８０の上部面１８６及びコネクタ３５２に沿った外部流れは、装置１１０を所定の場所に留まる傾向に寄与する。
【０１０１】
本発明の例示的実施態様では、追加の取り付け機構３４０が扉３３０と装置１１０の間に与えられる。任意選択的に、取り付け機構３４０は釈放可能な機構、例えば磁石、かぎ留め布又はコッタピンである。
【０１０２】
図４Ｂは、装置１１０が鈍頭物体１８０に対して垂直にオフセットされた本発明の例示的実施態様を描く。任意選択的に、装置１１０の垂直方向のオフセットは物体１８０の上部面１８６で発展する外部流れを物理的に攪乱する。任意選択的に、垂直方向のオフセットは装置１０の半径の少ないと０．０５倍又は多いと１．０倍である。任意選択的に、コネクタ３５２は（図４Ｂに描かれているように）上部面１８６に対して角度を付けられるか、又は（図４Ａに描かれているように）上部面１８６に対して平坦なままである。
【０１０３】
本発明の例示的実施態様では、装置１１０の垂直方向のオフセットと組み合わせたコネクタ３５２の角度付けは、厚い乱れた外部流れ層をそれが装置１１０に到達する前に薄くする。任意選択的に、制御は薄くなった外部流れ層に適用される。
【０１０４】
図４Ａ及び４Ｂでは、装置１１０内の空気流れの詳細は見ることができない。図４Ａ，４Ｂ及び１Ａを同時に参照すると、入口流れ２２８を入口２４に向けるためにフレキシブル管又はマニホールドを与えることができる。任意選択的に、管又は導管は鈍頭物体１８０の内部又は外部表面に沿って経路を定められることができる。任意選択的に、管又はマニホールドは底部又は側部から装置１１０に入ることができる。
【０１０５】
例示的方法
図５は、本発明の一実施態様による例示的方法４００の簡略化した流れ図である。
【０１０６】
４１０において能動的な外部流れ制御装置が車両上に与えられる。装置によって制御される流れ４２０は外部流れ方向を変更する。本発明の例示的実施態様では、この外部流れ方向の変更は空力抵抗の減少４３０及び／又は燃料効率の増大に寄与する。
【０１０７】
描かれた実施態様では、能動的な外部流れ層制御装置は装置によって能動的な流れを起こすこと４１２を含む。任意選択的に、能動的な流れは一つ以上の所望の出口方向に向けられる。本発明の例示的実施態様では、装置からの多数の出口は外部流れの分離により効果的に影響を与えるために異なるスパンに従った又は流れに従った角度で向けられる。任意選択的に、流れ２３０は、いかなる単一の出口からの流れも脈動されるように二つ以上の出口の間で振動する。本発明の例示的実施態様では、流れ２３０のための出口は一つの別のスパンから０．１Ｒ〜２Ｒの間隔がある。本発明の例示的実施態様では、能動的な流れは吸引開口を使用して増幅される４１４。これらの開口は上流、下流又は（スパンに従った方向で）脈動された吹き付けスロット／穴の間のいずれかであることができる。本発明の例示的実施態様では、スパンに従った方向の相分布は不均一である。任意選択的に、スパンに従った方向の不均一な相分布は、外部流れ層分離を制御する際に脈動吹き付け２３０の効率に寄与する。
【０１０８】
本発明の例示的実施態様では、能動流れを起こす４１２手段としてエネルギー入力が装置を通して与えられる４４０。本発明の種々の例示的実施態様によれば、エネルギー入力は、存在する電気システム４４２（例えばバッテリーの如き出力源からの電流を導くことによる）、ドライブトレイン４４４（例えば機械エネルギーを利用することによる）又は温度制御システム４４６（例えば熱４５２又は空気流れ４５４の形のもの）の由来のものであることができる。
【０１０９】
本発明の例示的実施態様では、エネルギー入力の提供４４０は車両のパワープラントの出力１〜４％又はそれより少ない又はその中間値又はそれより大きい百分率に等しい量のエネルギーを使用する。例を示すと、２５０ＨＰのトラックは、装置１１０に流れ２３０及び／又は２２０を作るために２．５〜１０ＨＰを与える出力源を使用することができる。任意選択的に、エネルギー入力の提供４４０はポンプ４６０を頼りにする。本発明の例示的実施態様では、ポンプ４６０は、車両の原動機から分離された専用の原動機によって駆動される。
【０１１０】
任意選択的に、提供されるエネルギー４４０の量のコストと抵抗減少の間にトレードオフの関係がある。本発明の例示的実施態様では、与えられるエネルギーが多くなるにつれて抵抗がさらに減少される。しかしながら、抵抗減少の次の増加は必ずしも経済的に正当化できないかもしれない。本発明の例示的実施態様では、全抵抗で１０％〜１５％の減少が達成され、それは有意な正味のコスト節約の結果をもたらす。
【０１１１】
例示的流れ生成装置
上で記載した流れを生成するために好適な流れ生成装置は、例えば「Ｍｅｔｈｏｄ  ａｎｄ  Ｍｅｃｈａｎｉｓｍ  ｆｏｒ  Ｐｒｏｄｕｃｉｎｇ  Ｓｕｃｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｐｅｒｉｏｄｉｃ  Ｅｘｃｉｔａｔｉｏｎ  Ｆｌｏｗ」という名称のＳｅｉｆｅｒｔらの米国特許第７０５５５４１号、及びＡｒｗａｔｚらによって本願と同日付で提出されかつ代理人整理番号３３９７７として識別される「Ａｐｐａｒａｔｕｓ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  Ｏｓｃｉｌｌａｔｉｎｇ  Ｆｌｕｉｄ  Ｊｅｔｓ」という名称の同時係属米国特許出願に記載されている。特に、ゼロ質量流束装置及び／又は振動流れ装置は本発明の例示的実施態様において使用するために好適であると思われる。
【０１１２】
当業者は、過度の実験なしでこれらの又は他の流れ生成装置を本発明の様々な例示的実施態様に組み込むことができるだろう。
【０１１３】
本発明の例示的実施態様では、加圧流体（例えば空気）は外部源から装置を通って流れる。本発明の例示的実施態様では、外部源は自動車の存在するシステムからエネルギーを引き出す。本発明の様々な実施態様によれば、加圧流体流れを生成するためのエネルギーは例えば電気システム４４２、ドライブトレイン４４４又は温度制御システム４４６の一つ以上を由来とすることができる。
【０１１４】
本発明の例示的実施態様では、電気システム４４２からのエネルギーは車両の主出力源から又は加圧流体流れを出力するために与えられる補助出力源から引き出されることができる。任意選択的に、補助バッテリーは、主バッテリーと並列に同期発電機に接続され、出力源として作用する。
【０１１５】
本発明の例示的実施態様では、ドライブトレイン４４４からのエネルギーは、トランスミッション装置で回転するギヤを使用して、トランスミッション間の回転部品を使用して又は車輪を使用して取得されることができる。任意選択的に、エネルギーは、追加ギヤを有する補助的なドライブトレインを導入することによって又は摩擦を通して取得される。任意選択的に、加圧流れは、エンジンの排気ガスを使用してエンジン内に吸い込まれる空気の圧力を増大するターボチャージャから引き出されることができる。当業者は、選択されるエネルギー源と利用可能な空気流れ生成装置の間の好適な界面を設計することができるだろう。
【０１１６】
本発明の例示的実施態様では、温度制御システム４４６からのエネルギーは熱４５２として取得される。任意選択的に、向流熱交換器がこの目的のために車両のラジエータに与えられる。本発明の例示的実施態様では、熱は所望の流体流れを生成するためにタービンを動かすために使用される。
【０１１７】
本発明の例示的実施態様では、温度制御システム４４６からのエネルギーは空気流れ４５４として取得される。本発明の例示的実施態様では、空気流れはブレーキ又は他の用途のために既に利用可能な加圧空気リザーバから与えられる。
【０１１８】
本発明の他の例示的実施態様では、所望の流体流れを生成するために車両に補助システム４４８が設置される。任意選択的に、補助システムはポンプのような「発電機」を含む。任意選択的に、発電機型のポンプは車両の一つ以上の動いているシステムから機械エネルギーを引き出す。
【０１１９】
任意選択的に、補助システム４４８はトラックトレーラ（図の鈍頭物体１８０）の下、例えば後輪の上に配置される。
【０１２０】
任意選択的に、補助システム４４８はトラックトレーラ（図の鈍頭物体１８０）の内側、例えば扉３３０に隣接する天井又はトラック運転台とトレーラの間に配置される。
【０１２１】
任意選択的に、補助システム４４８は装置１１０内に配置される。本発明の例示的実施態様では、装置１１０内に又は装置１１０に近接して補助システム４４８を配置することは、流体流れの生成時に管類の摩擦損失の影響を減少する。本発明の例示的実施態様では、摩擦の減少は補助システム４４８の効率に寄与する。
【０１２２】
本発明の例示的実施態様では、装置１１０を通る流体流れの制御は例えばフィードバックループを介して制御される。任意選択的に、装置１１０を通る流体流れは、車両スピード及び／又は後部面１８４の鈍頭物体の静的圧力に対して車両スピードから生じる流体の動的圧力に反応しやすい。本発明の例示的実施態様では、装置１１０は車両の速度計に連結された回路によって制御される。
【０１２３】
本発明の例示的実施態様では、入力流れ２２８はポンプ４６０によって与えられる。本発明の例示的実施態様では、ポンプ４６０は、車両の原動機とは別個の専用の原動機によって駆動される。
【０１２４】
本発明の例示的実施態様では、装置１１０は、移行速度から生じるよどみ点圧力によって少なくとも部分的に出力され、任意選択的に完全に出力される。
【０１２５】
例示的装置構成
本発明の例示的実施態様では、装置１１０の側方の横断面は湾曲した表面の形状、例えば鈍頭物体１８０の後部領域に接続される円形の円柱又は楕円形の円柱又は凸状、凹状、凹凸状の円柱の一部分の形状をとることができる。
【０１２６】
本発明の例示的実施態様では、後部面１８４の上流の外部流れ層分離を遅らすために吸引（例えば図１ａの２２０）が円柱にα＝１００〜１３０度で（９０度は鈍頭物体１８０の後部面１８４である）スロット又は穴から適用される。
【０１２７】
さらに下流では（即ち、α＞１２０〜１３０度では）、外部流れ層は再び分離する傾向を持ち、そこでは、本発明の例示的実施態様では、脈動吹き付け２３０はこの追加の外部流れ層分離を防止又は遅延するために適用される。
【０１２８】
任意選択的に、吸引２２０と脈動吹き付け２３０の組み合わせは、従来達成されなかった分離遅れの程度を提供する。本発明の例示的実施態様では、分離遅れの選択される程度は、従来利用可能であった代替法を使用するより所定の制御機関では大きい。任意選択的に、これは全体のシステムの正味の出力節約に寄与する。代替的に又は追加的に、組み込み装置１１０からの吸引２２０と脈動吹き付け２３０の組み合わせは地上車において従来使用されていないし、採用もされないし、記載もされていない。任意選択的に、組み込み装置１１０からの吸引２２０と脈動吹き付け２３０の組み合わせは流体関連システムにおいて従来使用されていないし、採用もされないし、記載もされていない。
【０１２９】
例示的ビルトイン構成
本発明の例示的実施態様では、能動的な外部流れ制御装置は鈍頭物体１８０の後扉３３０の上又は中に永続的に装着される。任意選択的に、永続的な装着は別個の作用で装置をはずしたり又は動かしたりすることなく扉３３０の開放を可能にする。
【０１３０】
装置１１０の組み込み（ｒｅｔｒｏｆｉｔ）取り付けが上で示され、記載されるが（図４Ａ及び４Ｂで最も明解）、（例えば車両及び／又は車両の部品の）製造者が本発明の様々な例示的実施態様によって提供される空力抵抗の実際的及び／又は経済的利点を実現するとき、ビルトイン装置が利用可能になるだろうと考えられる。
【０１３１】
任意選択的に、装置は鈍頭物体１８０の後部面１８４の近くの壁、屋根又は床に設置されることができる。この出願及び添付請求項の目的のために、用語「壁」は扉を含む。本発明の例示的実施態様では、壁内に設置された装置は高い流速の吸引２２０及び／又はジェット流れ２３０を与えられる。任意選択的に、高い流速は受動的なデフレクター効果の損失を補償する。
【０１３２】
任意選択的に、前面１８２における外部流れ層分離制御は、湾曲１８３を実施することが不可能であるときに実施される。
【０１３３】
任意選択的に、上部面１８６における外部流れ層分離制御は、前面１８２との接合点の近くで実施される。
【０１３４】
装置１１０の様々な構成要素及び／又は装置と鈍頭物体１８０（例えばトラックボディ）の間の関係を記載するために様々な数値指標が使用されている。これらの数値指標は様々な工学原理、材料、意図される用途及び本発明に組み込まれるデザインに基づいてさらに変更することができるだろう。追加的に、単一ユニットとして描かれかつ本発明の例示的実施態様に帰する構成要素及び／又は作用はサブユニットに分割されてもよい。逆に、サブユニットとして描かれかつ本発明の例示的実施態様に帰する構成要素及び／又は作用は組み合わせて、記載された／描かれた機能を有する単一ユニットにしてもよい。
【０１３５】
代替的に又は追加的に、本発明の様々な実施態様による装置１１０は鈍頭物体１８０の後縁１８４に装着されて描かれているが、本発明の幾つかの例示的実施態様では、装置１１０は鈍頭物体１８０の前縁１８２及び／又は上部面１８６及び／又は下部面１８８に装着されることができる。任意選択的に、車両の前縁に対する装置１１０の配置は前縁の空力的造形のための代替物として又はそれと結合することが望ましい。本発明の例示的実施態様では、車両の前縁に対する装置１１０の配置は、空力的造形が内部容量の損失、コスト又は存在するシステムの如き機能的な考慮事項のために可能でない／望ましくないときに空力的造形のための代替物として作用する。
【０１３６】
代替的に又は追加的に、方法を記載するために使用される特徴は装置を特徴づけるために使用されることができ、装置を記載するために使用される特徴は方法を特徴づけるために使用されることができる。
【０１３７】
上で記載した個々の特徴は本発明の例示的実施態様を生成するために全ての可能なコンビネーション及びサブコンビネーションで組み合わせることができることがさらに理解されるべきである。上で与えた例は本質的に例示であり、本発明の範囲を制限することを意図されない。本発明の範囲は添付の請求項によってのみ規定される。特に、本発明は鈍頭物体１８０の後部面１８４に関して記載されたが、車両の他の位置で有利に適用されてもよい。
【０１３８】
本明細書で使用される用語「含む（ｉｎｃｌｕｄｅ）」、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」及び「持つ（ｈａｖｅ）」及びそれらの活用形は「含むが必ずしも限定されない」を意味する。
【０１３９】
本明細書で使用される用語「流体」は空気並びにその他の気体及び／又は液体（例えば水）を含む。
【０１４０】
本明細書で使用される用語「鈍い縁の付いた（鈍頭）」はまた、小さい半径の縁の付いた物体を言及する。
【０１４１】
本発明の範囲は添付の請求項によってのみ限定される。
【図１ａ】
2010525980.tif 000003
【図１ｂ】
2010525980.tif 000004
【図１ｃ】
2010525980.tif 000005
【図２】
2010525980.tif 000006
【図３Ａ】
2010525980.tif 000007
【図３Ｂ】
2010525980.tif 000008
【図３Ｃ】
2010525980.tif 000009
【図４Ａ】
2010525980.tif 000010
【図４Ｂ】
2010525980.tif 000011
【図５】
2010525980.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成21年6月30日(2009.6.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
動いている鈍頭物体の空力抵抗を減少する方法であって、
（ａ）鈍頭物体の後縁に、後縁に平行な方向に振動する空気の流れを能動的に発生し、
（ｂ）発生した空気の流れを使用して動いている鈍頭物体の縁に対して動く空気の外部流れを制御する
工程を含む方法。
【請求項２】
発生した空気の流れを使用して外部流れを制御することは、存在する外部流れに対して角度を付けて発生した流れを適用して修正された外部流れを作成することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
発生した空気の流れを使用して外部流れを制御することは、一つ以上の吸引口を含む導管を通る流れを適用して吸引流れを作成し、一つ以上の吸引口を通る吸引流れは外部流れを修正することを含む、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
（ａ）及び（ｂ）の工程は、一つ以上の吸引口を含む導管を通る流れを適用して吸引流れを作成し、一つ以上の吸引口を通る吸引流れは外部流れを修正し、存在する外部流れに対して角度を付けてジェット流れを適用して修正された外部流れを作成することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
発生した流れは脈動ジェット流れである、請求項１〜４のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
地上車の少なくとも一部に適用される、請求項１〜５のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
運送用コンテナの少なくとも一部に適用される、請求項１〜６のいずれかに記載の方法。
【請求項８】
鈍頭物体に装置を加えることを含み、前記装置は鈍頭物体の外部形状を少なくとも一次元で変更する、請求項１〜７のいずれかに記載の方法。
【請求項９】
鈍頭物体に装置を加えることを含み、前記装置は鈍頭物体の外部形状を変更しない、請求項１〜７のいずれかに記載の方法。
【請求項１０】
（ａ）の工程は、空気に入力エネルギーを与えて流れを能動的に発生することを含む、請求項１〜９のいずれかに記載の方法。
【請求項１１】
入力エネルギーを与えることは、自動車の存在するシステムからエネルギーを引き出すことを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
エネルギーを引き出すことは、自動車の出力源から電気エネルギーを引き出すことを含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
エネルギーを引き出すことは、自動車の存在するシステムから機械エネルギーを引き出すことを含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
エネルギーを引き出すことは、自動車の内燃機関によって作られる熱エネルギーの少なくとも一部を捕獲することを含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１５】
エネルギーを引き出すことは、自動車の温度制御システムによって作られる空気流れの少なくとも一部を転用することを含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１６】
エネルギーを引き出すことは、自動車の空気圧システムによって作られる空気流れの少なくとも一部を転用することを含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１７】
入力エネルギーを与えることは、自動車のいかなる存在するシステムからも独立して操作するエネルギー源を使用することを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１８】
能動的に発生した流れは少なくとも０．５Ｌ／Ｓの流速によって特徴づけられる、請求項１に記載の方法。
【請求項１９】
能動的に発生した流れは少なくとも１ＰＳＩの圧力によって特徴づけられる、請求項１に記載の方法。
【請求項２０】
流体を通って動く物体の空力抵抗を減少するように適応された装置であって、
（ａ）装置ハウジング、及び
（ｂ）物体の後縁に隣接して装着されるように適応された、装置ハウジング内の流体発生装置
を含み、流体発生装置は、装置ハウジングが装着される動いている物体の縁の外部流れを制御する少なくとも一つの流れを発生するように適応され、空気の流れは後縁に平行な方向に振動する、装置。
【請求項２１】
流体発生装置によって発生した少なくとも一つの流れは、修正された外部流れを作成するために存在する外部流れに対して角度を付けて装置ハウジングを出る脈動流れを含む、請求項２０に記載の装置。
【請求項２２】
流体発生装置によって発生した少なくとも一つの流れは、修正された外部流れを作成するために少なくとも一つの吸引口によって存在する外部流れに適用される吸引流れを含む、請求項２０又は２１に記載の装置。
【請求項２３】
流体発生装置によって発生した少なくとも一つの流れは、修正された外部流れを作成するために少なくとも一つの吸引口によって存在する外部流れに適用される吸引流れを含み、さらに、修正された外部流れを作成するために存在する外部流れに対して角度を付けて装置ハウジングを出るジェット流れを含む、請求項２０に記載の装置。
【請求項２４】
ジェット流れは脈動ジェット流れである、請求項２３に記載の装置。
【請求項２５】
地上車の後外部表面の鈍い縁に隣接して装着される、請求項２０〜２４のいずれかに記載の装置。
【請求項２６】
地上車の壁内に装着される、請求項２０に記載の装置。
【請求項２７】
地上車によって輸送される品目の後外部表面の鈍い縁に隣接して装着される、請求項２０に記載の装置。
【請求項２８】
地上車によって輸送される品目の壁内に装着される、請求項２０に記載の装置。
【請求項２９】
前記流れを発生するために自動車の存在するシステムからエネルギーを転用するように適応されるエネルギー源を含む、請求項２０〜２８のいずれかに記載の装置。
【請求項３０】
自動車の存在するシステムは、電気システム、ドライブトレイン及び温度制御システムからなる群から選択される、請求項２９に記載の装置。
【請求項３１】
流体発生装置は、少なくとも一つの流れ口を通して少なくとも０．５Ｌ／Ｓの速度によって特徴づけられる流れを発生するように適応される、請求項２０〜３０のいずれかに記載の装置。
【請求項３２】
流体発生装置は、少なくとも一つの流れ口を通して少なくとも１ＰＳＩの圧力によって特徴づけられる流れを発生するように適応される、請求項３１に記載の装置。
【請求項３３】
地上車の空力抵抗を減少する方法であって、
（ａ）地上車に外部流れを能動的に制御するように適応された請求項２０〜３２のいずれかに記載の装置を装着し、
（ｂ）地上車が動いている間に装置を操作する
工程を含む方法。
【請求項３４】
地上車に装置を装着することは、地上車の製造時に行なわれる、請求項３３に記載の方法。
【請求項３５】
地上車に装置を装着することは、地上車の製造後に組み込んで行なわれる、請求項３４に記載の方法。
【請求項３６】
操作は、少なくとも５０キロメートル／時を越えるスピードで行なわれる、請求項３３〜３５のいずれかに記載の方法。
【国際調査報告】
2010525980.tif 000013
2010525980.tif 000014
2010525980.tif 000015