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Patent Searching and Data


Title:
HYDRODYNAMIC METHOD AND TRAFFIC TOOL USING THE SAME
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2011/079519
Kind Code:
A1
Abstract:
A hydrodynamic method is disclosed. Work is done on a quantity of fluid and the motion range of the fluid is limited, so that the fluid is moved only on a dynamic surface of a dynamic mechanism or the fluid is moved in a back and forth movement way or in a recirculating movement way. The dynamic surface of the dynamic mechanism is provided in an air-stream moving route, so the kinetic energy of the fluid on the dynamic surface can be recycled. The method can efficiently control the energy consumption and increase energy efficiency. A traffic tool using the method is also provided which includes a dynamical front driving surface (1) and a non-front driving surface (2). The dynamical front driving surface (1) is provided with at least one absorbing device and one spraying device for the fluid, so as to make the fluid on the surface to flow in a high speed, and therefore the high-speed fluid is formed. The traffic tool can reduce consumption and has high flow velocity during the kinetic energy transformation process.

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Inventors:
HUANG DEFENG (CN)
Application Number:
CN2010/002179
Publication Date:
July 07, 2011
Filing Date:
December 28, 2010
Export Citation:
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Assignee:
HUANG DEFENG (CN)
International Classes:
B64C29/04
Foreign References:
CN1548340A2004-11-24
CN1508043A2004-06-30
JP2001260987A2001-09-26
CN200952450Y2007-09-26
CN1375419A2002-10-23
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Claims:
1. 一种流体动力法, 其步骤包括:

1) 对一定量流体做功, 使其高速流经动力机构动力表面而减小该动力 表面上流体压力或直接作用于动力机构, 继而使动力机构总受力发 生变化;当需加速时, 通过控制总受力值的变化进行加速或减速, 通 过控制总受力的方向控制动力方向。

2) 控制流体运动形式及路径: 在其流经动力机构动力表面后或作用于 动力机构后, 使其剩余的动能继续服务于生成或提高动力机构的动 力。

2. 如权利要求 1所述的一种流体动力法, 其特征在于它同时包括: 同动 力表面流体控制法、 异面流体控制法、 多漩涡流体控制法、 流速方向 控制法、 介能控制法、 吸喷法中一种或多种方法;

所述同动力表面流体控制法为控制同一动力表面上流体在该动力表面 流动, 且流动路径呈回路;

所述异面流体控制法: 对流体做功, 使流体往返运动或回流运动, 所 述动力机构动力表面至少有一处在气流运动路径上;

所述多漩涡流体控制法包括中心流体控制方法和环绕流体控制方法; 所述中心流体控制方法为使中心流体以一定方向高速转动, 所述环绕流体 控制方法为使中心流体为中轴的流体, 以中心流体相反的方向高速转动, 使得两者配合可使被控制的流体形成多漩涡体环绕效果。

所述流速方向控制法为控制同一个或多个动力表面上的一处或多处流 体流速, 从而控制一个动力表面或多个动力表面上的受力情况, 从而控制 或协调控制动力机构的前进方向;

所述介能控制法包括以下步骤: 1) 对一定量的流体做功, 使之在动力机构动力表面上作高速运动;

2) 当该数量的流体经过动力机构动力表面后, 使其动能和特定非动 能转换成一工作介质的 X能量;

3) 使用 X能量对一定量的流体做功, 使之在动力机构动力表面上作 高速运动;

4) 从步骤 2)起重新执行;

所述吸喷法为: 它不断重复从其动力表面吸收流体, 并使被吸收的流 体被喷到动力表面上, 且满足:

1) 从该动力表面上吸收流体, 而吸收流体作的功主要以转化为动力 表面流体具有动能为目的;

2) 从该动力表面上喷发流体, 而喷发流体作的功主要以转化为动力 表面流体具有动能为目的;

3) 流体具有动能均服务于产生或提高动力机构动力为目的。

3. 如权利要求 2所述的一种流体动力法, 其特征在于: 所述介能控制法 中的特定非动能指流体热能。

4. 一种新型交通工具, 其特征在于: 它至少包括动力前驱面和动力后驱 面其中之一; 所述动力前驱面上设有 1个或 1个以上对流体的吸收装 置和喷发装置,使其面上的流体高速流动以减小该面上的流体压力;所 述动力后驱面设有中心流体控制装置和环绕流体控制装置; 所述环绕 流体控制装置可设有环状分布若干风叶, 并进行高速旋转, 所述中心 流体控制装置可使中心气流旋转流动, 两者配合达到多漩涡体环绕效 果。

5. 如权利要求 4所述的一种新型交通工具, 其特征在于所述动力前驱面 具有下述一个或多个选增特征:

1) 所述动力前驱面为一内凹面;

2) 喷出的流体在远离动力机构动力表面的方向上扩散性小;

3) 水平方向的动力前驱面和竖直方向的动力前驱面相连组成一斜面;

4) 所述的吸收装置吸收端口相对喷发装置的喷发端口大, 满足喷出的 流体至少在远离动力前驱面的方向扩散性小;

5) 所述的吸收装置和喷发装置安装方式满足: 动力前驱面上的流体以 回旋状流动或平直状流动, 充分利用重复利用流体动能;

6) 所述吸收装置的吸收端口或喷发装置的喷发端口有其中一或均为 呈扁平状, 所述吸收端口和喷发端口相互朝向, 使动力前驱面上的 流体以平直路径高速流动;

7) 所述后驱面面为一波形面或曲面;

8) 所述动力前驱面或动力后驱面设有流速控制系统,至少可以控制同 一动力表面上的一处或多处流体的流速, 以实现控制同一动力表面 上不同点的受力, 以控制或协助控制动力机构的运动方向。

6. 如权利要求 5所述的一种新型交通工具, 其特征在于, 所述凹面具有 下述一个或全部特征:

1) 它是一球面或槽面;

2) 它设有若干区, 每区均设有独立的凹面、 吸收装置和喷发装置。

7. 如权利要求 5所述的一种新型交通工具,其特征在于,所述凹面设有 1 个或 1个以上从边沿向中心点的引线, 并具有以下一个特征, 使凹面 内的流体以回旋状流动:

1) 在其中一引线上设有 1个或 1个以上吸收端口, 在其他引线上均设 有 1个或 1个以上的喷发端口;

2) 在其中一引线上设有 1个或 1个以上喷发端口, 在其他引线上均设 有 1个或 1个以上吸收端口;

3) 在其中一引线上设有一扁长条形吸收端口, 在其他引线上均设有一 扁长条形喷发端口;

4) 在其中一引线上设有 1个或 1个以上吸收端口, 在其他引线上均设 有 1个或 1个以上喷发端口。

8. 如权利要求 7所述的一种新型交通工具, 其特征在于: 所述吸收端口 或喷发端口均朝向对应动力机构动力表面的中心线。

9. 如权利要求 4所述的一种新型交通工具, 其特征在于: 从动力机构一 动力表面上吸收的气流, 从别一动力表面上喷射出来。

Description:
一种流体动力法以及运用该方法的交通工具

技术领域 本发明主要涉及一种运用流体使物体发生位移 的方法及采用流体动力 的交通工具, 尤其涉及采用空气动力的飞行器。 说

背景技术

根据 "伯努利方程" p+ P gz+ (l/2) * p v "2-C (式中 p、 P、 V分别为流 体的压强、密度和速度; z为铅垂高度; g为重力加速度)可知, 理想正压 流体在有势彻体力作用下作定常运动时, 对于重力场中的不可压缩均质流 体, 流速越高, 则气压越小。 这一定律被广泛运用于航空、 航海甚于运动 领域。 但无论何种领域, 均通过机械作功, 使动力表面流体高速流动, 而 实现动力表面降压。 这过程中必然出现大量摩擦力产生的热量转换 , 及机 械磨损或变形, 即动力装置产生的能量仅有小部分转换成飞行 器动力表面 的流体动能。 发明内容 本发明目的在于提供一种利用流体运动提高动 力机构动力性能且具有 耗能低、 环保型的方法, 及采用该方法所研制的一种耗能低、 可悬浮、 环 保型交通工具。

为实现上述目的, 本发明技术方案为: 一种流体动力法, 它包括以下步骤:

1

确认本 1) 对一定量流体做功, 使其对动力机构实施动力前驱或动力后驱或同 时实施动力前驱和动力后驱;所述动力前驱为 使流体高速流经动力 机构表面而减小该表面上流体压力继而使动力 机构的总受力矢量发 生变化;所述动力后驱为使流体直接作用于动 力机构继而使动力机 构总受力矢量发生变化;当需加速时, 通过控制总受力值的变化进行 加速或减速, 通过控制总受力的方向控制动力方向:

2) 设定流体的动能循环系统, 并利用动能循环系统使流体实施步聚 1 ) 后剩余的动能仍可继续服务于动力机构的动力 控制;

3) 设定外能补充系统, 对步骤 2)所述剩余动能进行补充, 并共同维持 流体以一定功率按步骤 1 )动作。

显然步骤 2)和 3)所述剩余动能利用, 即 对流体的做功使其流经或 作用在步骤 1 )对应的同一表面, 本发明称之为 "同面控制法"; 也可以实 施在与步骤 1)对应的不同表面, 本发明称之为 "异面控制法"。

步骤 1) -3), 还可以采用 "流速方向控制法"控制动力机构的总受力 大小及方向, 即制控制同一动力表面上至少有 2处流体流速和流量, 从而 该表面不同位置受力情况, 从而加强动力机构的操控性。 一种新型交通工具:

它设有若干动力驱动面, 所述动力驱动面包括动力前驱面和动力后驱 面其中之一或全部。

优化方案包括: 所述动力前驱面设有流速控制系统; 所述流速控制系统 可控制同一动力驱动面上至少设有 2处的流体速度。

其中 动力前驱面的优化方案有:

1) 所述动力前驱面为一内凹面, 尤其为球面或槽面;

2) 水平方向的动力前驱面和竖直方向的动力前驱 面相连组成一斜面;

3) 所述动力前驱面设有若干区, 每区均设有独立的凹面、 吸收装置和喷发 装置, 每区设有 1个或 1个以上从边沿向中心点的引线, 并具有以下一 个特征, 使凹面内的流体以回旋状流动:

a) 在其中一引线上设有 1个或 1个以上吸收端口, 在其他引线上均设 有 1个或 1个以上的喷发端口;

b) 在其中一引线上设有 1个或 1个以上喷气入口, 在其他引线上均设 有 1个或 1个以上吸收端口;

c) 在其中一引线上设有一扁长条形吸收端口, 在其他引线上均设有一 扁长条形喷发端口;

d) 在其中一引线上设有 1个或 1个以上吸收端口, 在其他引线上均设 有 1个或 1个以上喷发端口;

所述吸收端口或喷发端口均朝向对应动力驱动 面的中心线。

动力后驱面的优化方案: 所述动力后驱面为一波形面或曲面。 上述技术方案的有益之处在于:

一种流体动力法:

• 本发明可使动力表面上流体动能被循环利用, 可有效控制能源损 耗, 同时也便于提升能效。

• 本发明除启动力外, 均对流体作功, 且均为物理变化, 因此无毒无 公害。 • 本发明还设有动能损失部份转化的能量收集装 置, 使动能损失值同 时也转化为下一周期流体的动量来源。 一种新型交通工具:

• 本发明通过在同一动力表面设有吸收装置和喷 发装置, 由此共同形 成高速流体, 动能转换过程, 损耗小, 且相对单一喷发装置可形成 多倍的流速。

• 本发明因 "所述动力前驱面为一内凹面"、 "所述的吸收装置吸收端 口相对喷发装置的喷端口大, 满足喷出的流体至少在向远离动力前 驱面的方向扩散性小"、 "所述吸收装置的吸收端口或喷发装置的喷 发端口有其中一或均为呈扁平状, 所述吸收端口和喷发端口相互朝 向, 使动力前驱面上的流体以平直路径高速流动" 任一特征都可 以减小高速流体的内在动能损失, 并有利于重新利用。

• 本发明所述非前进面为一波形面或曲面以提高 非前进面相对于动 力前驱面的压力差, 以便用最小的动力就可以驱动动力机构前进。

• 本发明因 "水平方向的动力前驱面和竖直方向的动力前 面相连组 成一斜面"、 "所述动力前驱面设有流速控制系统"尤其是 "所述流 速控制系统可控制同一动力前驱面上至少设有 2处的流体速度", 因此可以对各处的流速控制达到前进方向的控 制目的。 以下通过具体实施方式及附图进一步说明

附图说明 图 1为一种流体动力法实施例 1纵向吸示意图;

图 2为一种流体动力法实施例 1纵向喷示意图;

图 3为一种流体动力法实施例 1横向吸示意图;

图 4为一种流体动力法实施例 1横向喷示意图;

图 5为一种流体动力法实施例 1同面控制法示意图;

图 6为一种流体动力法实施例 1异面控制法示意图;

图 7为一种流体动力法实施例 1同面控制法及异面控制法混用示意图; 图 8为一种新型交通工具实施例 1工作示意图;

图 9为一种新型交通工具实施例 2示意图;

图 10为一种新型交通工具实施例 2另一示意图;

图 11为一种新型交通工具实施例 2横向吸喷主视图;

图 12为一种新型交通工具动力后驱面工作示意图 具体实施方式 一种流体动力法

实施例 h

一种流体动力法, 它釆用了吸喷法, 包括以下两种方式

1 ) 利用动力机构以垂直于其表面喷射或吸收流体 时, 流体会反作用于 动力机构, 使动力机构产生与流体的流动方向相反的反作 用力, 从而使动 力机构有流体相反方向的位移。 以下将动作简称为 "纵向吸"和 "纵向喷"; 显然喷射或吸收流体时, 流体方向不一定垂直于动力机构表面也能形成 某 方向的反作用力, 因此本方法也适用于以相同目的进行各种角度 的吸收和 喷射流体。 如图 1, 动力机构 "纵向吸"流体: 当动力机构吸收流体 A向流动时, 流体对动力机构产生相反的 B向作用力;

如图 2, 动力机构""纵向喷"流体: 当动力机构喷射流体 A' 向流动时, 流体对动力机构产生相反的 B' 向作用力。

2)利用动力机构以平行于其表面喷射或吸收流 时, 使动力机构表面 上产生高速流体, 根据伯努利方程而减小该面上流体对其压力。 本发明将 该动作简称为 "横向吸"和 "横向喷"; 显然喷射或吸收流体时, 流体方向 不一定平行于动力机构表面也能形成在该表面 上的高速流体, 因此本方法 也适用于以相同目的进行各种角度的吸收和喷 射流体。

如图 3, 当动力机构横向吸流体, 而使流体在 C向高速流动, 动力机构 的总受力往 D向增大。

如图 4, 当动力机构横向喷射流体, 而使流体在 C' 向高速流动, 动力 机构的总受力往 D向增大。

吸喷方的组合运用方案有:

1)不断进行 "纵向吸"动作, 再将吸收的流体实施 "纵向喷"动作:

2)不断进行 "纵向吸"动作, 再将吸收的流体实施 "横向喷"动作;

3)不断进行 "横向吸"动作, 再将吸收的流体实施 "横向喷"动作;

4)不断进行 "横向吸"动作, 再将吸收的流体实施 "纵向喷"动作。 其中横向吸和横向喷均主要以转化为动力表面 流体具有动能为目的, 它 们较适用于动力前驱, 即 两者均使前进面上的流体高速流动; 纵向吸较适 用于动力前驱; 纵向喷较适用于动力后驱。

如图 5、 6、 7所示, 上述 4个方案中任一方案的两动作均可在同一表 面或不同表面上实施, 也可在对应同一表面的不同位置实施。 本实施例还包括以下优化方案:

1) 限定吸收流体的入口、 喷发流体的出口的位置, 限定不同位置的吸收和 喷放流量, 限定流体的路径范围, 以满足: 喷出的流体向远离动力前驱 面的方向扩散性小, 被吸收的流体被喷到动力表面上又再次被吸收 , 最 终达到流体被重新吸收时, 动能损失最小。

2) 同面控制法优化 1: 并对流体运动范围进行限制, 使得所述流体仅在同 一动力表面上运动。

3) 同面控制法优化 2: 控制同一动力表面上流体流动路径呈回旋状或 平直 状。 4)控制同一股流体运作一周期的总轨迹呈回路 尤其指出: 本实施例的同面控制法 即在动力前驱表面上不断重复吸收 流体、 喷射流体动作, 使得同一流体仅在该面上运动, 且作高速回路运动, 根据帕努利定律该动力表面上的流体压力就降 低了; 同时形成流体动能的 机械能量可最大化转换为流体动能, 且流体动能重复利用率高, 即 除启动 机械能量转换外, 续机械能量的投入将能降到最低。 实施例 2

一种流体动力法,它采用了介能控制法, 具体步骤为-

1) 对一定量的流体做功, 使之在动力机构动力表面上实施动作;

2) 当该数量的流体经过动力机构动力表面后, 其具有动能转换成另一 介质的 X能量;

3) 使用 2)所述的 X能量对一定量的流体做功, 使之在动力机构动力 表面实施动作;

4) 从步骤 2)起重新执行。

步骤 2) 中的 X能量可累增;

步骤 3)和 1 ) 中可以针对同一股流体也可以针对不同股流体 ; 本实施例还包括一流体的非动能吸收并转换动 能方法, 尤其是流体运 动过程中, 转换成热能时, 相应的热能均能被吸收并储放在能量收集装置 , 使得动能损失部份能回收再次转化为服务动力 机构的动能。

上述两个实施例中可采用 "多漩涡流体控制法"以加强流体流速, 具 体包括: 中心流体控制方法和环绕流体控制方法; 所述中心流体控制方法 为使中心流体以一定方向高速转动, 所述环绕流体控制方法为使中心流体 为中轴的流体, 以中心流体相反的方向高速转动, 使得两者配合可使被控 制的流体形成多漩涡体环绕效果。

综上, 利用本发明介绍的 "吸喷法"或 "介能控制法"均能充分循环利 用流体动能, 使得对流体做一次至少可以重复利用一次余动 能作为下一周 期的动力供给, 因此运行之后的能量损耗将会大大降低, 同时提高动力机 构动力性能且具有耗能低、 环保型, 因此上述实施例均各单独应用也可以 组合运用。 发明核心:

本发明通过动能循环系统和维持流体以一定流 速运动的外能补充系统 配合实现:

1) 由外能补充系统驱动 M摩尔数的流体在动力机构动力表面实施动 作; 2) 动能循环系统输导高速流体呈规律性运动, 并满足每运动一个周 期至少有 N摩尔数的流体两次对动力机构实施动作;

3) 外能补充系统补充流体在 2)运动过程中的动能损失,并补充下一 周期高速流动的流体量至 M摩尔数值;

4) 从步骤起 2)起重新执行本方法。

补充:

A. 上述 "动作"指流体高速流经动力机构某表面或直接 用于动力机构的 某表面。所述的直接作用于动力面还可以指: 流体在动力面上高速流动 过程中, 同时伴随部份流体高速冲击动力面后, 动量矢量方向变化, 继 而带动附件流体以背离动力面的方向运动, 根根本发明人另一篇发明专 利的 "内驱动法"可知: 直接作用于动力面上的流体对动力面实施了至 少 2个作用力: 冲击力 1、 内驱动力 2, 其中内驱动力为间接形成, 形 成方式在另一篇专利将会详细介绍。

B. 步骤 3)外能补充主要是在流体的流通路径上设有加 装置和加大流量 装置其中之了或全部, 这里的加速尤其指增加每单位时间内流体经过 的 位移, 流量尤其指每单位时间经过某点的流体摩尔值 。

C. 本发明可利用 "吸喷法""或 "介能控制法"控制动力总受力矢量变化, 当需加速时, 通过控制总受力值的变化进行加速或减速, 通过控制总受 力的方向控制动力方向。 当动力机构的总受力向上增大, 最终克服自身 重力而达悬浮或向上飞行的能力, 同理 调整不同方向的前驱面可实现 往不同方向飞行或发生位移。 以下通过 "一种新型交通工具"阐述其运 用。

D. 本发明的纵向吸唾纵向喷还可以在进前面上设 置一个或一个以上的如 图 12所示风叶机构, 通过该风叶机构的流体流动方向平行于前进面 ; 显然该技术方案仅为本发明的一种表现形式。 一种新型交通工具:

实施例 1:

如图 8、 12所示的一种新型交通工具, 它包括动力前驱面、 动力后驱 面 2和吸喷装置 3, 所述动力前驱面均为内凹面, 它包括水平动力前驱面 X 和垂直上升面 Y, 所述动力后驱面 2为一波形面;

所述吸喷装置 3在动力前驱面 X的一底边并排紧贴底面设有若干吸收 入口 31Χ, 在对面的底边并列紧贴底面设有若干纵向口径 小于吸收入口 31X 的喷发出口 32Χ; 在 Υ区的一底边并列紧贴底面设有若干吸收入口 31Y, 在 对面的底边并列紧贴底面设有若干纵向口径小 于吸收入口 31Y的喷发出口 32Υ。

工作原理:

如图 8所示, X区动力表面上的流体, 经吸收入口 31X进入吸喷装置 3 内, 并经发出口 32Χ喷射到吸收入口 31Χ, 而形成一气流回路。 由于从喷发 出口 32Χ喷射的气流成束,扩散性小,且吸收入口 31X相对于喷发出口 32Χ 的纵向口径大, 加上吸收入口 31X与喷发出口 32Χ相互正对, 因此动力表 面上气流动能损耗可以降低。 当气流再次进入吸收入口 31X时已具有相当 的动能, 而吸喷装置 3持续对其作功, 必使气流动能逐渐增强, 即流速逐 渐提高, 直至气流动能的损耗值等于吸喷装置 3对其作功值。 由此可以得 出两个结论:

1、 在流速达到最高值前, 气流动能的损耗值小于吸喷装置 3作功, 因此要使飞行器保持均速飞行,吸喷装置 3的作功可比原来小, 即耗能将会下降。

2、 飞行器的上升阶段, 所述动力前驱面仅有垂直上升面 Y工作, Y 端面上的气流速逐渐升高, 气压逐渐减小, 而底面气压几乎不 变, 即 空气对飞行器的浮力逐渐提升, 当飞行器受空气浮力 大于重力时, 便能垂直升空。 同理, 当 X面工作, X面的气压 降低, 飞行器朝 X面的方向飞行。

本实施例中, 如图 12所示的动力机构还可以应用于本发明的纵向 和 纵向喷, 以提高流体流速和流体动量利用率。

实施例 2:

如图 9、 10、 11所示的一种新型交通工具, 它包括由水平方向的动力 前驱面和竖直方向的动力前驱面相连组成一斜 面动力前驱面 1、动力后驱面 2和吸喷装置 3, 所述动力前驱面 1呈凹面, 尤其为球面或槽面且设有流 速控制系统; 所述动力后驱面 2为一波形面;

所述吸喷装置 3是在动力前驱面 1上设有 1个或 1个以上从边沿向中 心点的引线, 并具有以下一个特征, 使凹面内的流体以回旋状流动:

1) 在其中一引线上设有 1个或 1个以上吸收端口, 在其他引线上均设 有 1个或 1个以上的喷发端口;

2) 在其中一引线上设有 1个或 1个以上喷气入口, 在其他引线上均设 有 1个或 1个以上吸收端口;

3) 在其中一引线上设有一扁长条形吸收端口, 在其他引线上均设有一 扁长条形喷发端口;

4) 在其中一引线上设有 1个或 1个以上吸收端口, 在其他引线上均设 有 1个或 1个以上喷发端口; 工作原理:

如图 9所示, 飞行器的上升阶段, 由于 HI端面和 H2端面上的气流速 逐渐升高, 流体对上端面上的压力逐渐减小, 而底面的空气几乎不受影响, 保持正常气压值从而使上下端面形成向上的气 压差, 当气压差所形成对飞 行器的作用力大于其重力时, 飞行器便能垂直升空。 实施例 1和 2均可优选以下方案- i. 相邻吸收装置的吸收端口或喷发装置的喷发端 口有其中一或均 为呈扁平状, 所述吸收端口和喷发端口相互朝向, 使动力前驱面 上的流体以平直路径高速流动。

ii. 所述流速控制系统可控制同一动力前驱面上至 少设有 2处的流体 速度。

iii. 所述动力前驱面设有若干区, 每区均设有独立的凹面、 吸收装置 和喷发装置。