(57)【要約】【課題】  単純な断面形状の物体を利用して、動力や回転機構を用いることなく、揚力を得る。【解決手段】  臨界レイノルズ数よりも大きいレイノルズ数の柱状物と、臨界レイノルズ数よりも小さいレイノルズ数の柱状物とを、並列に接近または並列に接合し、臨界レイノルズ数よりも大きいレイノルズ数の前記柱状物と、臨界レイノルズ数よりも小さいレイノルズ数の前記柱状物とを、流体中に並列に配置することを特徴とした翼。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
臨界レイノルズ数よりも大きいレイノルズ数の柱状物と、臨界レイノルズ数よりも小さいレイノルズ数の柱状物とを、並列に接近または並列に接合し、臨界レイノルズ数よりも大きいレイノルズ数の前記柱状物と、臨界レイノルズ数よりも小さいレイノルズ数の前記柱状物とを、流体中に並列に配置することを特徴とした翼。
【請求項２】
臨界レイノルズ数よりも大きいレイノルズ数の円柱状物と、臨界レイノルズ数よりも小さいレイノルズ数の円柱状物とを、並列に接近または並列に接合し、臨界レイノルズ数よりも大きいレイノルズ数の前記円柱状物と、臨界レイノルズ数よりも小さいレイノルズ数の前記円柱状物とを、流体中に並列に配置することを特徴とした翼。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、流体の流れにより揚力を発生する翼に関する。
【背景技術】
【０００２】
流体により揚力を得るには、流線形などの翼型を有する翼が用いられている。円柱形などの、断面が流線形ではない単純な断面形状の物体で揚力を得るには、マグナス効果を利用する必要がある。マグナス効果は、流体中で物体が回転する際に揚力を生ずる効果である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
単純な断面形状の物体は様々な用途に使用されているにもかかわらず、揚力の発生用途にはマグナス効果を除き産業利用されていない。マグナス効果の産業利用には、複雑な機構を必要とする。マグナス効果を利用するには流体中で物体を回転させる動力が必要であり、物体を回転可能に構成する必要がある。
【０００４】
本考案は上記課題を解決し、単純な断面形状の物体を利用して、動力や回転機構を用いることなく、揚力を得る。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本考案の翼は、流線形の翼型とは翼断面形状が大きく異なるので、揚力発生原理を説明する。
【０００６】
レイノルズ数は、流れ場の流れの状態を規定する数であり、物体の形状によっては、抗力係数が急変する臨界レイノルズ数を持つ場合がある。抗力係数の急変は、レイノルズ数が臨界レイノルズ数より大きくなると、剥離点よりも上流の境界層が、層流境界層から乱流境界層へと遷移して剥離しにくくなり、剥離点が下流に移動して伴流が小さくなる現象により発生する。
【０００７】
図１は、本考案の翼と周りの流体の流れの断面図である。図において、一様な流体Ａは、本考案の翼の要素１０、２０により上側の流れと下側の流れに分かれ、１０に沿って流れる流れは剥離点１１で剥離し、２０に沿って流れる流れは剥離点２１で剥離する。
【０００８】
図１のように１０と２０が相似形の場合で説明すれば、１０のレイノルズ数が２０と同じで臨界レイノルズ数よりも小さい場合には、１０の剥離点は１１の位置となり、２０の剥離点２１に対応した位置となる。しかし、１０のレイノルズ数を２０と異なり臨界レイノルズ数よりも大きく設定すると、剥離点よりも上流の境界層が層流境界層から乱流境界層に遷移して剥離しにくくなり、剥離点は１２の位置となる。
【０００９】
曲面に沿って流体が流れる際に曲面に作用する吸引力は、剥離点よりも上流側で強くはたらく。剥離点が１１の位置よりも剥離点が１２の位置にあるほうが、流れと垂直な方向に１０に作用する吸引力Ｂが大きくなり、流れと垂直方向に２０にはらたく吸引力Ｃを上回る。本考案の揚力発生装置は、このようにして１０と２０にはたらく吸引力に差を生じて揚力を生ずる。
【００１０】
請求項１は、臨界レイノルズ数よりも大きいレイノルズ数の柱状物と、臨界レイノルズ数よりも小さいレイノルズ数の柱状物とを、並列に接近または並列に接合し、臨界レイノルズ数よりも大きいレイノルズ数の前記柱状物と、臨界レイノルズ数よりも小さいレイノルズ数の前記柱状物とを、流体中に並列に配置することを特徴とした翼である。
【００１１】
請求項１は、臨界レイノルズ数の上下のレイノルズ数で、物体周りの流体の流れに大きな違いがあることに着目し、臨界レイノルズ数よりも大きいレイノルズ数の柱状物と、臨界レイノルズ数よりも小さいレイノルズ数の柱状物とを並列に接近または接合して翼とした。請求項１は、前記柱状物を流体中に並列に配置し、レイノルズ数の差で翼周りの流体の流れを非対称にすることにより、翼にはたらく吸引力に不平衡を生じて揚力を得る。
【００１２】
請求項２は、臨界レイノルズ数よりも大きいレイノルズ数の円柱状物と、臨界レイノルズ数よりも小さいレイノルズ数の円柱状物とを、並列に接近または並列に接合し、臨界レイノルズ数よりも大きいレイノルズ数の前記円柱状物と、臨界レイノルズ数よりも小さいレイノルズ数の前記円柱状物とを、流体中に並列に配置することを特徴とした翼である。
【００１３】
請求項２は、円柱が明らかな臨界レイノルズ数を有することに着目し、臨界レイノルズ数の上下のレイノルズ数で、円柱周りの流体の流れに大きな違いがあることを利用して、臨界レイノルズ数よりも大きいレイノルズ数の円柱状物と、臨界レイノルズ数よりも小さいレイノルズ数の円柱状物とを並列に接近または接合して翼とした。請求項２は、前記柱状物を流体中に並列に配置し、レイノルズ数の差で翼周りの流体の流れを非対称にすることにより、翼にはたらく吸引力に不平衡を生じて揚力を得る。
【発明の効果】
【００１４】
本考案は、揚力を得るための動力を必要とせず、揚力を得るために物体を回転させる必要がなく、レイノルズ数の差を利用するので、単純な断面形状の物体を用いても揚力を得ることができる。パイプ材や線材など断面が円形の構造物は、単純な形状であるため様々な用途に様々な形態で使用されてはいるが、揚力発生装置としては利用されていなかった。本考案により、単純な形状の物体であっても、回転させることなく揚力発生装置として利用可能となるので、産業上有益である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１は、本考案の翼の実施の形態を示す断面図で、柱状物１０、２０の太さは使用環境によるレイノルズ数を考慮し、太い柱状物１０の太さを臨界レイノルズ数よりも大きくなるように、細い柱状物２０の太さを臨界レイノルズ数よりも小さくなるように設定する。図１では１０、２０は円形の断面を示しているが、臨界レイノルズ数をもつ柱状物であれば、断面形状は円形以外でもよい。また、図では柱状物の断面が相似の形状に示してあるが、非相似形でもよい。柱状物１０と２０は連結してもよい。連結する場合の連結手段は、接着、溶着、締結、嵌合など、既存の連結手段を用いてよい。また、柱状物は連結せず接近して配置してもよく、部分的に連結してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本考案の翼と周りの流体の断面の説明図である。
【符号の説明】
【００１７】
Ａ  一様な流体
Ｂ  流体に垂直な方向にはたらく吸引力
Ｃ  流体に垂直な方向にはたらく吸引力
１０  臨界レイノルズ数よりも大きいレイノルズ数の柱状物
１１  剥離点
１２  剥離点
２０  臨界レイノルズ数よりも小さいレイノルズ数の柱状物
２１  剥離点
【図１】
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