(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘電体と、
前記誘電体の内部に設けられた第１の柱状電極と、
前記誘電体の表面または表面近傍に前記第１の電極と離間し、かつ前記第１の柱状電極の長手方向と、その長手方向が平行となるように配置された第２の柱状電極と、を備え、
前記第１の柱状電極の柱状電極は、その両端部の頂点近傍に設けられた電気抵抗値の相対的に高い高電気抵抗部分と、前記高電気抵抗部分より前記第１の柱状電極の長手方向内側に設けられた電気抵抗値の相対的に低い低電気抵抗部分とを備えてなることを特徴とする、気流発生装置。
【請求項２】
前記第１の柱状電極が、電気抵抗値の相対的に小さい中央部と、前記中央部分の長手方向の両端に設けられた、電気抵抗値の相対的に大きい端部とを備えてなる、請求項１に記載の気流発生装置。
【請求項３】
前記第１の柱状電極が、長手方向の中央から末端に向かい電気抵抗値が連続的に増大するように構成された、請求項１に記載の気流発生装置。
【請求項４】
前記第１の柱状電極が、電気抵抗値の相対的に小さい材料で形成された中央部分と、その中央部分を被覆する、電気抵抗値の相対的に大きい材料からなる被覆部分とを備えてなる、請求項１に記載の気流発生装置。
【請求項５】
前記第２の柱状電極が設けられた誘電体表面の垂直上方からみたときに、前記第１の柱状電極の電気抵抗値の相対的に小さい部分と、前記第２の柱状電極とが重複していない、請求項１〜４のいずれか１項に記載の気流発生装置。
【請求項６】
前記第２の柱状電極が設けられた誘電体表面の垂直上方からみたときに、前記第１の柱状電極の電気抵抗値の相対的に大きい部分と、前記第２の柱状電極とが重複し、かつ前記第１の柱状電極の電気抵抗値の相対的に小さい部分と、前記第２の柱状電極とが重複しない、請求項４に記載の気流発生装置。
【請求項７】
前記第２の柱状電極が設けられた誘電体表面の垂直上方からみたときに、前記第２の柱状電極から前記第１の柱状電極の方向に気流が発生する、請求項１〜６のいずれか１項に記載の気流発生装置。
【請求項８】
前記誘電体が、第１の誘電体部材と、第２の誘電体部材とからなる積層体である、請求項１〜７のいずれか１項に記載の気流発生装置。
【請求項９】
前記第２の柱状電極の柱状電極が、その両端部の頂点近傍に設けられた電気抵抗値の相対的に高い高電気抵抗部分と、前記高電気抵抗部分より前記第２の柱状電極の長手方向内側に設けられた電気抵抗値の相対的に低い低電気抵抗部分とを備えてなる、請求項１〜８のいずれか一項に記載の気流発生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気流発生装置および風力発電システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
風力発電システムにおいては、風力エネルギーを利用して発電が行われる。
【０００３】
風力発電システムの発電量は、風車翼表面に剥離流れの発生に起因して低下してしまう場合があった。この対策として、気流発生装置を風車翼の表面に設置して、プラズマ気流を発生させることにより、剥離流れの発生を抑制することが提案されている。また、気流発生装置を用いることにより、風力発電システムなどの流体機器システムにおける振動や騒音を抑制することもできる。
【０００４】
通常、気流発生装置は、誘電体と、誘電体の内部に埋設された柱状電極と、誘電体の表面に配置された柱状電極と、を有している（特許文献１）。このような気流発生装置の柱状電極の構成材料として、金属材料などが一般的に使用される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−２５４３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記構造を有する気流発生装置が備える柱状電極として、従来使用されていた金属材料からなる柱状の電極を用いた場合、柱状電極の両端部の頂点Ｍ付近において電界集中が起こってしまい（図１参照）、誘電体２や柱状電極３および４が損傷を受けて、気流発生装置の寿命が短くなってしまうという問題があった。特に誘電体の内部の電極３は交換が難しく、その交換には高いコストや長い作業時間を要していた。
【０００７】
本発明は、上記した問題を解決するためになされたものであり、誘電体の内部の柱状電極の両端部の頂点付近における電界集中を抑制することができる気流発生装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
実施形態による気流発生装置は、誘電体と、誘電体の内部に設けられた第１の柱状電極と、誘電体の表面または表面近傍に第１の電極と離間し、かつ第１の柱状電極の長手方向と、その長手方向が平行となるように配置された第２の柱状電極と、を備え、第１の柱状電極の柱状電極は、その両端部の頂点近傍に設けられた電気抵抗値の相対的に高い高電気抵抗部分と、高電気抵抗部分より第１の柱状電極の長手方向内側に設けられた電気抵抗値の相対的に低い低電気抵抗部分とを備えてなることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、柱状電極の両端部の頂点付近における電界集中を抑制することができ、長寿命の気流発生装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】気流発生装置における電界解析の結果を示す図である
【図２】実施形態による気流発生装置を示す模式断面図である。
【図３】他の実施形態による気流発生装置を示す模式断面図である。
【図４】実施形態による気流発生装置を上方から見たときの平面図である。
【図５Ａ】他の実施形態による気流発生装置を上方から見たときの平面図である。
【図５Ｂ】図５Ａにおいて示される気流発生装置が備えるダインの電極の長手方向における電気抵抗値の変化を示す図である。
【図６】他の実施形態による気流発生装置を上方から見たときの平面図である。
【図７】他の実施形態による気流発生装置を上方から見たときの平面図である。
【図８】実施形態による気流発生装置の製造方法を説明するための模式断面図である。
【図９】実施形態による気流発生装置の製造方法を説明するための模式断面図である。
【図１０】実施形態による風力発電システムを示す斜視図である。
【図１１】実施形態による風車翼を示す模式断面図である。
【図１２】実施形態による風車翼を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
［気流発生装置］
図２に示すように、一実施形態において、気流発生装置１は、
誘電体２と、
前記誘電体２の内部に設けられた第１の柱状電極３と、
前記誘電体２の表面または表面近傍に前記第１の電極３と離間し、かつ前記第１の柱状電極３の長手方向と、その長手方向が平行となるように配置された第２の柱状電極４と、を備えてなる。
【００１２】
図３に示すように、他の一実施形態において、気流発生装置１は、
第１の誘電体２ａと、
前記第１の誘電体部材２ａに積層された第２の誘電体部材２ｂと、
前記第１の誘電体部材２ａの第２の柱状電極４側の表面若しくは表面近傍に設けられた第１の柱状電極３と、
前記第２の誘電体部材２ｂの上表面若しくは上表面近傍に設けられ、前記第１の柱状電極３の長手方向と、その長手方向とが平行となるように配置された第２の柱状電極４と、を備えてなる。
【００１３】
［誘電体］
本発明の実施の形態において、気流発生装置は、誘電体を備えてなる。
【００１４】
一実施形態において、誘電体は、可撓性材料を含んでなり、可撓性材料は、誘電体へ電気絶縁性を付与することができることから、樹脂材料であることが好ましい。
【００１５】
樹脂材料としては、例えば、熱硬化性樹脂、熱可塑樹脂および架橋ゴムなどが挙げられ、これらの中でも、気流発生装置の機械的強度や安定性を考慮すると、架橋ゴムが好ましい。熱硬化性樹脂としてエポキシ樹脂、不飽和ポリエステル、フェノール樹脂などが挙げられる。熱可塑性樹脂として、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリエチレンテレフタレート、塩化ビニル、ＡＢＳ樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネートなどが挙げられる。また、架橋ゴムとして、ニトリルゴム、水素化ニトリルゴム、フッ素ゴム、アクリルゴム（ＡＣＭ）、シリコーンゴム、ウレタンゴム、エチレンプロピレンゴム、クロロプレンゴム、クロロスルフォン化ポリエチレン、エピクロルヒドリンゴム、天然ゴム、イソプレンゴム、スチレンブタジエンゴム、ブタジエンゴム、ノルボルネンゴムなどが挙げられる。誘電体は、上記樹脂材料を１種または２種以上含んでいてもよい。
【００１６】
一実施形態において、誘電体は、スメクタイト群、カオリン群、マイカ群またはバーミキュライト群に属する層状ケイ酸塩などの無機微粒子を含んでなる。スメクタイト群に属する層状ケイ酸塩としては、モンモリロナイト、ヘクトライト、サポナイト、ソーコナイト、バイデライト、ステブンサイトおよびノントロナイトなどが挙げられる。カオリン群に属する層状珪酸塩としては、カオリナイト、ナクライト、ディッカイトおよびハロサイトなどが挙げられる。マイカ群に属する層状ケイ酸塩としては、マスコバイト、マーガライト、イライト、クリントナイト、アナンダイト、バイオタイトおよびレピドライトなどが挙げられる。バーミキュライト群に属する層状ケイ酸塩としては、トリオクタヘドラルバーミキュライトおよびジオクタヘドラルバーミキュライトなどが挙げられる。これらのうちでも、分散性などの点からスメクタイト群に属する層状ケイ酸塩を用いることが望ましい。誘電体は、上記無機微粒子を１種または２種以上含んでいてもよい。
【００１７】
誘電体における上記無機微粒子の含有量は、上記樹脂材料１００質量部に対して、１〜５０質量部であることが好ましい。無機微粒子の含有量を上記数値範囲内とすることにより、無機微粒子同士の距離を適切なものに保つことができ、微粒子の凝集体形成に伴う、気流発生装置の機械的強度の低下を防止することができるとともに、好適な電気的特性を与えることができる。より好ましくは１〜１０質量部であり、さらに好ましくは１〜５質量部である。ここでいう電気的特性とは、たとえば絶縁破壊強度や耐放電侵食性などのことを指し、機械的特性とは、たとえば破壊靱性などのことを指す。
【００１８】
無機微粒子の平均一次粒子径は、１０００ｎｍ以下、１ｎｍ以上であることが好ましく、５００ｎｍ以下、５ｎｍ以上であることがより好ましい。無機微粒子の平均一次粒子径を上記数値範囲内とすることにより、無機微粒子のアスペクト比が大きくなりすぎてしまうことを防止することができ、また、それに伴う上記樹脂材料との混合物の粘度の増加を抑制することができるため、作業効率の低下を防止することができる。なお、この平均粒子径は、積算分布（累積分布）の中位径（累積分布曲線で累積量が５０％時の粒子径）である。また、無機微粒子の大きさは、レーザー回折散乱法や動的光散乱法、誘電泳動現象と回折光を利用した方法などにより測定することができる。
【００１９】
誘電体の表面は、接着性向上の観点から、コロナ処理やカップリング処理などによる表面活性化処理が施されることが好ましい。
【００２０】
一実施形態において、誘電体は、複数の誘電体部材を積層した積層体であってもよい。具体的には第１の誘電体部材と、第２の誘電体部材とからなる積層体とすることができる。このような構成とすることにより、気流発生装置の製造過程において、後述する第１の柱状電極を二つの誘電体部材で挟み込むことによって、誘電体に第１の柱状電極を埋設した構造を容易に形成させることができる（例えば、図３参照）。なお、第１の誘電体部材の樹脂材料と第２の誘電体部材の樹脂材料とは同一であっても異なっていてもよい。ただし第１の誘電体部材と第２の誘電体部材の接着性および気流発生装置の機械的特性の観点から、第１の誘電体部材を構成する樹脂材料と、第２の誘電体部材を構成する樹脂とは同一であることが好ましい。
【００２１】
［第１の柱状電極］
一実施形態において、気流発生装置１が備える第１の柱状電極３は、誘電体２の内部に、前記第２の柱状電極４から離間して配置される（図２参照）。また、誘電体２が、第１の誘電体部材２ａと、第２の誘電体部材２ｂとからなる積層体からなる場合、第１の柱状電極３は、前記第２の誘電体部材２ａの第２の柱状電極４側表面若しくは表面近傍に配置されることが好ましい（図３参照）。いずれの場合においても、第１の柱状電極３は、第２の柱状電極４の長手方向に対し、その長手方向が平行となるように配置される。これは第１および第２の電極の間隔が一定で無いと、電極間隔の狭い部分で電界集中が起こる可能性があるためである。また、第２の柱状電極は、第１の柱状電極よりも、その長手方向の長さが、長いことが好ましい。
【００２２】
実施形態による気流発生装置は、風車翼などに適用することを意図したものである。このため、風車翼の長手方向に渡って気流を発生させることが好ましいので、電極は一定の長さを有する柱状形状であることが好ましい。また、柱状電極の断面形状は、特に限定されず、例えば、四角形、半円形、半楕円形、円形および楕円形などが挙げられる。具体的には実施形態における、柱状電極とは、円柱状、角柱状、板状などの形状を有することができる。また、柱状電極の末端部分は、一般的には頂点が存在するが、末端部分を丸めて頂点を有さない形状とすることもできる。実施形態に用いられる第１の柱状電極は、これらのうちから目的に応じて適切な形状を有するものとすることができる。
【００２３】
一実施形態において、第１の柱状電極は、その両端部の頂点近傍に設けられた電気抵抗値が相対的に高い高電気抵抗部分と、前記高電気抵抗部分より前記第１の柱状電極の長手方向内側に設けられた電気抵抗値が相対的に低い低電気抵抗部分とを備えてなる。実施形態において、「頂点付近」とは、柱状電極の頂点に近い領域をさし、「頂点近傍」とは、それよりも広い領域、例えば、柱状電極の全体の長さに対して、両端からそれぞれ３０％程度の長さの領域をさすものとする。第１の柱状電極がこのような構成を有していることにより、第１の柱状電極の末端部にある頂点付近での電界集中を抑制することができ、第１の柱状電極の絶縁破壊時間を延ばすことができる。
【００２４】
一実施形態において、第２の柱状電極が設けられた誘電体表面の垂直上方からみたときに、第１の柱状電極３の電気抵抗値の相対的に低い部分３ａと、第２の柱状電極４とが重複していないことが好ましい（例えば、図４参照）。
【００２５】
以下に第１の柱状電極の構成の具体例を図４〜７を参照しながら、以下に説明する。なお、図４〜７において第２の柱状電極は、第１の柱状電極よりも、その長手方向の長さが長くなっているが、これに限定されるものではない。
【００２６】
第１の実施形態においては、図４に示すように、第１の柱状電極３は、電気抵抗値の相対的に低い中央部３ａ（低電気抵抗部分）と、前記中央部３ａの両端に設けられた、電気抵抗値の相対的に高い端部３ｂ（高電気抵抗部分）とを備えてなる。中央部３ａと、端部３ｂとの接着は、必要に応じて導電性接着剤などを介して行うことができる。このような構成とすることで、電界集中が起こりえる部位を複数に分散させることができ、結果的に電界集中を抑制することが可能となる。
【００２７】
第２の実施形態においては、図５Ａおよび５Ｂに示すように、第１の柱状電極３は、長手方向の中央から末端に向かい連続的に電気抵抗値が増大するよう構成されていてもよい。電気抵抗値を連続的に変化させる方法としては、例えば、第１の柱状電極３の中央から末端に向かい、電気抵抗値が相対的に高い材料の含有量を徐々に増加させる方法や、第１の柱状電極３の断面積を徐々に減少させる方法などが挙げられる。これら方法により形成させた第１の柱状電極３は、電極内に界面が存在せず、機械的強度が高いため好ましい。
【００２８】
第３の実施形態において、図６に示すように、第１の柱状電極３は、電気抵抗値が相対的に低い材料で形成された中央部分３ｃと、その中央部分を被覆する、電気抵抗値が相対的に高い材料からなる被覆部分３ｄとを備えてなる。なお、図６においては、中央部分３ｃ全体が被覆されているが、これに限定されず、一部（特に中央部分の両端部の頂点付近）だけが被覆されていてもよい。被覆は、スクリーン印刷法やドクターブレード法などの塗布法を用いることにより形成することができる。また、キャスティング法などの樹脂成形法により形成させることもできる。
【００２９】
第４の実施形態において、図７に示すように、前記第２の柱状電極４が設けられた誘電体２の表面の垂直上方からみたときに、前記第１の柱状電極３の電気抵抗値の相対的に大きい部分３ｄと、前記第２の柱状電極４とが重複し、かつ前記第１の柱状電極３の電気抵抗値の相対的に小さい部分３ｃと、前記第２の柱状電極４とが重複しないことが好ましい。これにより気流が発生する部分における電解が均一化され、発生する放電の安定性を向上させることができる。また、第１の柱状電極３の機械的破壊を抑制することもできる。
【００３０】
一実施形態において、第１の柱状電極が備える高電気抵抗部分は、導電性樹脂組成物を含んでなる。本発明において、「導電性樹脂組成物」は、それ自体が導電性を有する樹脂材料（以下、場合により、「導電性樹脂材料」という。）からなるものであってよい。また、「導電性樹脂組成物」は、導電性を有しない樹脂材料（以下、場合により、「非導電性樹脂材料」という。）と、導電性微粒子とを含んでなるものであってもよい。さらに、「導電性樹脂組成物」は、導電性樹脂材料と、非導電性樹脂材料および／または導電性微粒子とを含んでなるものであってもよい。
【００３１】
導電性樹脂材料としては、例えば、ポリアセチレン、ポリピロール、ポリチオフェンおよびポリアニリンなどが挙げられ、導電性樹脂組成物は、上記導電性樹脂材料を１種または２種以上含んでいてもよい。
【００３２】
非導電性樹脂材料としては、熱硬化性樹脂、熱可塑樹脂および架橋ゴムなどが挙げられ、これらの中でも、気流発生装置の機械的強度や安定性を考慮すると、架橋ゴムが好ましい。熱硬化性樹脂としてエポキシ樹脂、不飽和ポリエステル、フェノール樹脂などが挙げられる。熱可塑性樹脂として、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリエチレンテレフタレート、塩化ビニル、ＡＢＳ樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネートなどが挙げられる。また、架橋ゴムとして、ニトリルゴム、水素化ニトリルゴム、フッ素ゴム、アクリルゴム（ＡＣＭ）、シリコーンゴム、ウレタンゴム、エチレンプロピレンゴム、クロロプレンゴム、クロロスルフォン化ポリエチレン、エピクロルヒドリンゴム、天然ゴム、イソプレンゴム、スチレンブタジエンゴム、ブタジエンゴム、ノルボルネンゴムなどが挙げられる。導電性樹脂組成物は、上記非導電性樹脂材料を１種または２種以上含んでいてもよい。
【００３３】
導電性微粒子の具体例としては、カーボン系微粒子、金属系微粒子および金属酸化物系微粒子などが挙げられ、これらを１種または１種以上含んでいてもよい。
【００３４】
カーボン系微粒子としては、カーボンブラックなどのカーボン粉末、カーボンナノファイバーなどのナノカーボンおよび炭素繊維などが挙げられる。
【００３５】
また、金属系微粒子としては、アルミニウム、銅、金、銀、ニッケル、クロム、鉄、モリブデン、チタン、タングステンなどの金属粉末および鉄、銅、ステンレスなどの金属繊維などが挙げられる。
【００３６】
また、金属酸化物系微粒子としては、酸化スズ、酸化インジウム、酸化亜鉛などが挙げられる。
導電性微粒子の平均一次粒子径は、０．１μｍ〜５００μｍであることが好ましく、１μｍ〜１００μｍであることがより好ましい。
【００３７】
導電性樹脂材料における導電性微粒子は、導電性樹脂材料１００質量部に対し、１〜２００質量部添加することが好ましく、５〜１００質量部添加することが好ましい。また、非導電性樹脂材料１００質量部に対し、１〜５００質量部添加することが好ましく、５〜２００質量部添加することが好ましい。
【００３８】
一実施形態において、第１の柱状電極が備える低電気抵抗部分は、ニッケル、ステンレス、チタン、モリブデン、タングステンまたはこれらの合金などの金属材料を含んでなる。
【００３９】
［第２の柱状電極］
気流発生装置が備える第２の柱状電極４は、前記誘電体２の表面または表面近傍に設けられる（図２参照）。誘電体の表面には、第１の柱状電極および第２の柱状電極にケーブル配線を介して電圧を印加した際、放電プラズマが発生する。そのため、第２の柱状電極は、耐放電性や耐酸化性を有する導電性材料を含んでなることが好ましい。第２の柱状電極が含んでなる導電性材料としては、例えば、ニッケル、ステンレス、チタン、モリブデン、タングステンおよびこれらの合金などの金属材料が挙げられる。これらの中でも、耐酸化性および耐放電性に特に優れるため、タングステンおよびチタンが好ましい。
【００４０】
第２の柱状電極の形状は、前記した第１の柱状電極の項において述べたものから選択することができる。なお、第２の柱状電極の形状は、第１の柱状電極の形状と同一である必要は無い。
【００４１】
しかしながら、前述したように第２の柱状電極の両端部の頂点付近においても電界集中は起こり得る。そのため、第２の柱状電極は、第１の柱状電極と同様、その両端部の頂点近傍に設けられた電気抵抗値が相対的に高い高電気抵抗部分と、前記高電気抵抗部分より前記第２の柱状電極の長手方向内側に設けられた電気抵抗値が相対的に低い低電気抵抗部分とを備えるように構成されていてもよい。具体的には、第１の柱状電極の第１の態様乃至第４の態様において示した構成とすることができる。なお、第２の柱状電極においては、放電プラズマによる浸食を考慮し、高電気抵抗部分は、導電性ジルコニア、アルミナ−チタンカーバイド、炭化珪素などの導電性セラミックスにより形成することが好ましい。
【００４２】
［気流発生装置の製造方法］
一実施形態における気流発生装置の製造方法を説明すると以下の通りである。
まず、図８に示すように、下金型５に第１の誘電体部材２ａを配置する。次いで、第１の誘電体部材２ａ上に第１の柱状電極３を配置する。さらに、第１の柱状電極３を挟み込むように、第１の誘電体部材２ａ上に第２の誘電体部材２ｂを積層する。
【００４３】
続いて、上金型６と、下金型５により、第１の誘電体部材２ａ、第１の柱状電極３および第２の誘電体部材２ｂを加熱加圧することにより一体化させる。
【００４４】
続いて、金型から一体化させた誘電体を取り出し、第２の誘電体部材２ｂ上表面に、第２の柱状電極４を接合することにより、気流発生装置１を得ることができる（図示せず）。接合方法としては、例えば、第２の誘電体部材２ｂにおける第２の柱状電極４と接合する面をアルコキシシラン化合物などにより修飾してから、第２の柱状電極４を接触させ、加熱する方法などが挙げられる。アルコキシシラン化合物としては、例えば、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシランおよびメチルトリメトキシシランなどが挙げられる。
【００４５】
別の実施形態における気流発生装置の製造方法を説明すると以下の通りである。
まず、図９に示すように、下金型５に第１の誘電体部材２ａを配置する。次いで、第１の誘電体部材２ａ上に第１の柱状電極３を配置する。さらに、第１の柱状電極３を挟み込むように、第１の誘電体部材２ａ上に第２の誘電体部材２ｂを積層する。そして、第２の誘電体部材２ｂ上に第２の柱状電極４を配置する。
【００４６】
続いて、上金型６と、下金型５により、第１の誘電体部材２ａ、第１の柱状電極３、第２の誘電体部材２ｂおよび第２の柱状電極４を加熱加圧することにより一体化させることにより、気流発生装置１を得ることができる。なお、加熱温度および加圧圧力は上記した条件と同様の範囲が好ましい。
【００４７】
なお、図８および図９においては、第１の柱状電極４が、第１の誘電体部材２ａの第２の柱状電極４側表面近傍に配置、すなわち、第１の誘電体部材２ａに埋入するように配置されているが、第１の誘電体部材２ａおよび第２の誘電体部材２ｂを構成する材料を適切に選択することにより、第２の誘電体部材２ｂに埋入させてもよい。
【００４８】
［風力発電システム］
図１０は、一実施形態における風力発電システム７を示す斜視図である。図１０に示される様に、風力発電システム７において、地面８に設置されたタワー９の頂部に発電機（図示しない）などを収容したナセル１０が取り付けられている。また、ナセル１０から突出した発電機の回転軸に風車翼１１が取り付けられている。さらに、ナセル１０の上面には、風邪の風向や風速を計測する風向風速計１２が設けられている。また、一実施形態において、図１１に示されるように、気流発生装置の第１の柱状電極３および第２の柱状電極４には、ケーブル配線１３を介して、これら電極間に電圧を印加する放電用電源１４が設置される。放電用電源１４から第１の柱状電極３と第２の柱状電極４との間に電圧が印加され、一定の閾値以上の電位差となると、第１の柱状電極３と第２の柱状電極４との間に誘電体バリア放電が起こり、この誘電体バリア放電に伴って、放電プラズマが生成される。図１１に示すように、この誘電体バリア放電によって、第１の柱状電極３および第２の柱状電極４の長手方向と垂直な一方向に、第１の誘電体部材２ａの表面に沿って気流ＡＦが発生する。なお、図１１においては、誘電体表面の垂直上方からみたときに、第２の柱状電極４から第１の柱状電極３に向かう方向に気流ＡＦが発生しているが、これに限定されるものではなく、電極に印加する電圧、周波数、電流波形、デューティ比、などの電流電圧特性を変化させたり、電極の設置方法を変更することにより制御することができる。また、気流の大きさについても同様に制御することが可能である。
【００４９】
［風車翼］
図１３は、一実施形態における風車翼１１を示す斜視図である。図１２に示されるように、風車翼１１は、風車翼本体１５と、風車翼本体１５に配置された気流発生装置１と、を含んでなる。
【００５０】
一実施形態において、風車翼本体は、グラスファイバを合成樹脂により固形化したＧＦＲＰ（グラスファイバ強化樹脂）などの誘電材料を含んでなる。なお、風車翼は、全体が誘電材料により構成されるものに限定されず、気流発生装置を配置される部分のみが誘電性材料により構成されるものであってもよい。
【００５１】
また、実施形態による気流発生装置は、風車翼以外にも各種の用途に適用することができる。例えば列車、自動車、または航空機の運行時に発生する空気抵抗を低減させるために、機体等の表面に発生する気流の整流に用いることもできる。
【００５２】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００５３】
１    気流発生装置
２    誘電体
２ａ  第１の誘電体部材
２ｂ  第２の誘電体部材
３    第１の柱状電極
４    第２の柱状電極
４ａ  中央部
４ｂ  端部
４ｃ  中央部分
４ｄ  被覆部分
５    下金型
６    上金型
７    風力発電システム
８    地面
９    タワー
１０  ナセル
１１  風車翼
１２  風向風速計
１３  ケーブル配線
１４  放電用電源
１５  風車翼本体
ＡＦ  気流
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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