(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
相互に平行な回転軸を有し、支持構造に取り付けられた少なくとも２つのローターと、
各ローターにローター接続部を介して取り付けられた少なくとも１つのブレードであって、各前記ローターの前記ブレードにより形成される掃引エリアが交差する、該ブレードと、
前記ローターに取り付けられた少なくとも１つのローター同期機構であって、前記ローターは相互に同期して回転し、各ローターの前記ブレードは回転中に衝突しない、該ローター同期機構と、
支持構造
を有する動的増加掃引エリアを有するクロスフロー軸回転型機械装置。
【請求項２】
前記支持構造に取り付けられ、前記ローターの１つに接続されて流体からエネルギーを抽出し、又は、流体にエネルギーを作用させる少なくとも１つの電気機械をさらに有する請求項１の装置。
【請求項３】
前記ローター接続部が径方向アームである請求項１又は２の装置。
【請求項４】
前記ローター同期機構が機械式であり、
前記ローターの回転軸に平行な両ローターに接続された１つのシャフトと、
前記ローターと前記シャフトの両方に取り付けられた歯車機構と
を更に有する請求項１〜３のいずれかの装置。
【請求項５】
前記ローター同期機構が電気式であり、
各ローターに接続された前記支持構造に取り付けられた少なくとも２つの電気機械であって、有線又は無線で相互にリンクされた、該電気機械と、
前記電気機械を介して前記ローターの相対的回転を同期するアルゴリズムと、
を更に有する請求項１〜３のいずれかの装置。
【請求項６】
各ローターの前記ブレードが回転中に衝突しないためのブレード同期機構を更に有する請求項１〜５のいずれかの装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、風力タービン、水力タービン、プロペラ、ファン／送風機、ポンプ／コンプレッサ、ミキサなどの異なる流体タイプおよび適用範囲に適した新型の動的増加掃引エリアを有するクロスフロー（crossflow）軸回転型機械装置の基礎を提供し得るクロスフロー軸回転型機械装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
クロスフロー軸回転型機械装置は、異なるタイプの装置、例えば、風力タービン、水力タービン、プロペラ、ファン／送風機、ポンプ／コンプレッサ、ミキサ等を含む。これらの装置は、共通の特性、効果、パラメータ、アームおよびブレードを持つローター、支持構造、電気機械（電気発電機又は電気モータ）などの機構と、装置ならびに機械的および物理的挙動とを定義するパラメータとを共有するが、とりわけ、回転軸の方向が流れに常に垂直であるという主要特性を共有する。
【０００３】
クロスフロー軸タービンは、主要クロスフロー軸回転型機械装置を代表し、設計は長い歴史を持つ。（抗力型（drag type）は米国特許1,766,765に開示され、揚力型（lift type）は米国特許1,835,018に開示されている）。
【０００４】
クロスフロー軸タービンの主要長所は全方向性である（フロー軸タービンと比較して、クロスフロー軸タービンは流れ方向に向ける必要がない）。
【０００５】
クロスフロー軸タービンの主要短所は、フロー軸タービンと比較して、効率が低いことであり、これは、主に、（エネルギーを抽出するための）正トルクを作るために装置が使用する掃引エリアの制限ためである。図１ａは、クロスフロー軸揚力型タービン（lift turbine）１０と、ローター１１と、掃引エリア２４と、タービンが正トルクを作るため使用する限定掃引エリア「揚力エリア」との模式表示であり、一方、図１ｂは、クロスフロー軸抗力型タービン（drug turbine）１０と、ローター１１と、掃引エリア２４と、タービンが正トルクを作るため使われる限定掃引エリア「エネルギー抽出エリア」との模式表示である（自由流体流れの観点から、クロスフロー軸タービンにより「処理される」流体の量は、空間的に見てフロー軸タービンにより「処理される」流体の量より少ない）。
【０００６】
クロスフロー軸タービンの他の短所は、異なる圧力部分を通過する回転毎のブレードのパルセーション（特に、ブレード上の応力が各回転において圧縮から緊張に変わる揚力型クロスフロー軸タービンについて）と、ローターシャフトに生じる曲げモーメント（特に大型構造）と、揚力型タービンのブレードが生じる乱流による通過する他ブレードへの負効果と、変動負荷の支持構造（基礎システム、シャフト・システム、発電機システム、ベアリング等も同様）への伝播と、自己起動問題（揚力型タービン）と、流体動的ブレーキを欠くこと（空力ブレーキ又は水力ブレーキ）と、滑らかでないトルク曲線および振動である。
【０００７】
本発明は、クロスフロー軸回転型機械装置の現行のタイプより効率が高く、上記した短所を克服できる新タイプのクロスフロー軸回転型機械装置を提供することを追求する。
【発明の概要】
【０００８】
（以下、ＤＩＳＡは動的増加掃引エリアを意味し、ＣＡＲＭはクロスフロー軸回転型機械を意味する。同様に、Ｙ：装置ヨー角度、ＴＳＲ：先端速度率、Ｓ：ブレード・タービンの固体性、ＲＮ：レイノルズ数、ＢＬ：ブレード境界層、ＶＴ：渦流タイプ、ＢＴ：ブレード・タイプ（形、翼（foil／フォイル））、ＦＴ：流体タイプ（空気、水）、ＢＮ：ブレード数、β：ブレード・ピッチ角度（翼ブレード）、Ｒｏ：ローターオフセット、δＢＲ：各ブレード先端と対向ローター面の間隔、δＢ：対向ローターからの２つの交差するブレード間の最小間隔、ＢＳＲ：ローター毎のブレード間隔、ＢＳＢＲ：ローター間のブレード間隔、を意味する）。
【０００９】
従来のＣＡＲＭ装置クラスと比較して、ＤＩＳＡを有するＣＡＲＭ装置は、新クラス（上位クラス）を形成する、なぜならば、それらは従来のＣＡＲＭ装置の全ての特性と、効果と、パラメータと、機構とを含み（内在し）、更に下記のような新たなものを追加するからである：
【００１０】
○新特性：従来のＣＡＲＭ装置（ＤＩＳＡ無し）と比較して、ＤＩＳＡを有するＣＡＲＭ装置が持つ主な新特性は、静的ダクティング、らせんブレード等で掃引エリアを静的に増加する従来のＣＡＲＭ装置との比較では、動的に増加した掃引エリア（特に、掃引エリアのエネルギー抽出／作用部分）である。掃引エリアの「エネルギー抽出／作用」部分の増加は、より多量の流体がＤＩＳＡを有するＣＡＲＭ装置により「処理される」（空間と材料の点から）、又は、これらの装置からより少量の流体が「処理されずに」逃れる（この観点から、動的増加掃引エリアの概念は動的増加処理流体の概念と同等である）ことを意味する。ＤＩＳＡを有するＣＡＲＭ装置は、異なった因子、例えば、流れ方向に対する装置の相対的位置、反対回転又は共回転のローター、ブレード・ピッチ角などに依存して、掃引エリア（又は処理される流体の量）のサイズを変えることができる。
【００１１】
ＤＩＳＡを有するＣＡＲＭ装置の別の特性は、モジュール性である。ＤＩＳＡを有するＣＡＲＭ装置の基礎は、空間と、流体と、支持構造と、ローター同期機構と、電気機械と、ブレーキ・システムと、ヨーシステム（ヨーイングシステム／yawing system）と、更に,
特性と、パラメータと、効果とを共有する少なくとも２つのローターのモジュールである。ＤＩＳＡを有するＣＡＲＭ装置は、複数（配列）のモジュールを持つことが出来て、それらは支持構造、電気機械、更にトルク、変動負荷等を相互に共有できる。
【００１２】
○新効果：ＤＩＳＡを有するＣＡＲＭ装置は、従来のＣＡＲＭ装置（ＤＩＳＡ無し）と比較して、新効果を有する、例えば：
【００１３】
○動的ダクティング（dynamic ducting）：これは相互に対して回転する対向ローターのブレードにより生じ、空間および材料の点で、装置から「処理されない」流体を減少させ、装置により「処理される」流体を増加する（揚力型および抗力型装置の両方で効果がある）。
【００１４】
○動的流れ偏向（dynamic flow deflection）：これは相互に対して回転する対向ローターのブレードにより生じ、これが、流体を「捕捉する」ことにより流体の方向を変え、空間および材料との点で、装置により「処理される」流体とその速度を増加させる（揚力型と抗力型装置の両方で効果がある）。
【００１５】
○動的流体シールド：これは相互に対して回転する対向ローターのブレードにより生じ、揚力型装置では、１つのローターの各ブレードが対向ローターのブレードに流体「シールド」を形成し負抗力を低減し、一方、抗力型装置では、流体方向に対抗して回るブレードは、形状を減少し、従って負抗力を低減する（揚力型と抗力型装置の両方で効果がある）。
【００１６】
○動的流体ブレーキ：ＤＩＳＡを有する新ＣＡＲＭ装置の流れ方向に対する配置により生じ、従って、掃引エリアの「エネルギー抽出／作用」部分のサイズ、又は装置により処理される流体の量を変える。（揚力型と抗力型装置の両方で効果がある。）
【００１７】
○動的乱流（ウェイク／wake）相殺：相互に相対的に反対回転する対向ローターの揚力型ブレードにより生じ、プロセスで相互に相殺され得る反対反転乱流を生成し、従って、ブレードの下流（ダウンフロー／down flow）部分の乱流を減少する（揚力型で効果がある）。
【００１８】
○（動的流れ偏向による）ブレード迎角の動的変化：相互に対して回転する対向ローターの翼（揚力型）ブレードにより生じ、回転中、揚力のため最適ブレード迎角を保ち、更に、ディープ・ストールと乱流形成工程を遅らす（揚力型で効果がある）。
【００１９】
これらの効果は、異なった因子、例えば、装置のタイプ（揚力型、抗力型）、流れ方向に対する装置の相対的位置、ローターオフセットＲｏ、反対回転又は共回転のローター、ブレード数、ブレード・ピッチ角、ローター間のブレード間隔ＢＳＢＲ等に依存する。（上記因子の異なる組み合わせは、好ましい効果および好ましくない効果を生じる。）
【００２０】
○新パラメーター：従来のＣＡＲＭ装置（ＤＩＳＡ無し）と比較して、ＤＩＳＡを有するＣＡＲＭ装置は、新パラメータを持つ、例えば：
δＢＲ：各ブレード先端と対向するローター−アーム面の間の間隔
δＢ  ：対向ローターからの２つの交差するブレード間の最小間隔
Ｒｏ：ローターオフセット、２つのオフセットした平行ローター軸間の距離
Ｙ：ヨー角、流れ方向に対する装置の掃引エリアの「エネルギー抽出／作用」部分の位置を決める
ＢＳＢＲ：ローター間ブレード間隔、０°＜＝ＢＳＢＲ＜１８０°、１つのブレードが回転相角度φ＝０°であるときのローターに平行な面上の対向ローターからの２つの近接ブレード間の角度
ＢＲＡ：ブレード回転角度、０°＜ＢＲＡ＜９０°、回転するブレード（抗力型）のローター−アーム面上のそのローター対する最大角度
【００２１】
○追加機構：ＤＩＳＡを有するＣＡＲＭ装置は、従来のＣＡＲＭ装置（ＤＩＳＡ無し）と比較して、追加機構を持つ、例えば：
・ローター同期機構：同一ＴＳＲでローター回転を相互に同期する機構であり、回転中、対向ローターのブレードの衝突を避け、シャフト機構として働く（揚力型と抗力型装置）
・ブレード−ローター同期機構：回転中、ブレード−ローター同期機構とともに、対向ローターのブレードが衝突しないような態様で、ブレード回転をそのローターに対して同期する機構（抗力型装置）
・ブレード同期機構： ローター回転中、（同一ローターについて）ブレード回転を同期し、対向ローターのブレードが回転中に衝突しないような態様で、ブレード−ローター同期機構にリンクされている機構（抗力型装置）
○ヨー機構：最大「エネルギー抽出／作用」値のために、流れ方向に対して、新装置の掃引エリアの「エネルギー抽出／作用」部分を方向づける機構（揚力型と抗力型装置）
【００２２】
新クラス（上位クラス）のＤＩＳＡを有するＣＡＲＭ装置は、ＤＩＳＡを有するＣＡＲＭ装置が分解され、又は、半組立のとき（この場合、ＤＩＳＡを有するＣＡＲＭ装置は、新特性、新パラメータ、新効果及び追加機構を完全に失い、ＤＩＳＡ無しの従来のＣＡＲＭ装置になる）、又は、ＤＩＳＡを有するＣＡＲＭ装置が流れ方向に対して位置を変えたとき（この場合、ＤＩＳＡを有するＣＡＲＭ装置は、掃引エリアの「エネルギー抽出／作用」部分を減少させ、新特性、新パラメータ、新効果及び追加機構からのゲインが減少し、ＤＩＳＡ無しの従来のＣＡＲＭ装置となりがちである）、ＤＩＳＡ無しの従来のＣＡＲＭ装置（通常クラス）となりがちである。
【００２３】
ＤＩＳＡを有するＣＡＲＭ装置は、基部に、支持構造に取り付けられた等しいサイズの径方向アームを持つ少なくとも２つのローターを含み（各ローターの半径がアームであるときは、等しい半径サイズを持った２つのローターを意味する）、アームを持つローターは相互に平行で、流体に垂直な面上に平行な回転軸を持つ（ローターの回転軸は、流体に常に垂直である面上で任意の角度、又は、水平、又は、垂直であり得る）。ローターは、少なくとも１つのローター同期機構によって、同一ＴＳＲで相互に同期して回転する（反対回転又は揚力型装置の場合共回転する）。Ｒをローター半径又は径方向アーム・サイズである（Ｒｏ＝０値の場合、ローターは同軸である）として、ローターは、０＜＝Ｒｏ＜２Ｒのローターオフセットで同軸又は非同軸であり得る。ＤＩＳＡを有するＣＡＲＭ装置は、ローター間の側に径方向アームを介して各ローターに取り付けられた少なくとも１つのブレードを更に含む（装置は、例えば、ＣＡＲＭ装置の種類、流体タイプ、流体速度等の異なる因子で変化する異なる数のブレードを持てる）。ＲＦＲがローターの回転自由度（回転中、１つのローターのブレードが対向ローターと衝突しないことを意味する）であるとして、各ブレード先端と対向ローター面の間にδＢＲ＞＝ＲＦＲの間隔があり、ＢＮＣＳがブレード非衝突空間（回転中、対向ローターのブレードが衝突しないことを意味する）であるとして、回転中、相互に交差する対向ローターからの２つの近接ブレードの間にδＢ＞＝ＢＮＣＳの最小空間がある。ブレードの１つが０°の回転相角度にあるとして、ローター−アーム面に平行な面上の対向ローターからの２つの近接ブレード間の角度である０°＜＝ＢＳＢＲ＜１８０°のローター間ブレード間隔がある。
【００２４】
ＤＩＳＡを有するＣＡＲＭ装置は、電気発電機（タービン）又は電気モータ（プロペラ、ファン／送風機、ポンプ／圧縮機、ミキサ等）であり得る少なくとも１つの電気機械を更に含む。ＤＩＳＡを有するＣＡＲＭ装置は、異なったタイプの支持構造を有し、支持構造に装置の全体が据え付けられる。ＤＩＳＡを有するＣＡＲＭ装置は、気体又は液体又は両方からエネルギーを抽出する（作用する）ことができる。アームを介して取り付けられたブレードを有するＤＩＳＡを有するＣＡＲＭ装置の２つの対向するローターは、共通空間、流体、及び、他のシステム、例えば、支持構造システム、同期機構、電気機械（発電機／モータ）、ブレーキ・システム、ヨーシステム等を共有し、１つの装置モジュールを形成する。
【００２５】
同一ＴＳＲでのＤＩＳＡを有するＣＡＲＭ装置の相対回転するローターの同期（回転中、対向ローターのブレードの衝突を避けながら）は、少なくとも１つの同期機構で実現できる。ローター同期機構は機械式でよく、ローター回転軸に平行な両ローターに接続された１つのシャフト、及び、同一ＴＳＲでローターの同期を保つ歯車機構を含むことができ、又は、電気式でよく、ローター毎に１つの電気モータ／発電機、アルゴリズム、有線又は無線で電気モータ／発電機を繋ぐシステムを含み得る（この場合、同期電気機械システムは、電磁気歯車システムかのように挙動し、一方、アルゴリズム・プログラムは、反対（又は共）回転ローターと、更に適切に選択されたパラメータを使って、異なった流体速度のための最高効率曲線に従って速度を同期できる）。
【００２６】
ＤＩＳＡを有するＣＡＲＭ装置は、ローターの間ではない側にもブレードを含むことができ、ここで、ローター−アーム面上の各ローターの２つの最も近接したブレード間の角度は０°＜＝ＢＳＲ＜＝１８０°である。この場合、ローターの間の側で作動するＤＩＳＡを有するＣＡＲＭ装置とローターの間ではない側で作動する従来のＣＡＲＭ装置のハイブリッドがある。ＤＩＳＡを有するＣＡＲＭ装置は、モジュールの配列を有することができ、ここにローター−アーム面上の各ローターの２つの最も近接したブレード間の角度は０°＜＝ＢＳＲ＜＝１８０°である。モジュールは、同一高さのブレードを有することができ（ローターの１つのモジュールは、常に同じブレード高さを持ち、それはδＢＲで定義される）、又は、異なるモジュールは異なる高さのブレードを有することができる。モジュールの配列は、１つの電気機械又はモジュールの配列に沿って別の電気機械を持てる（この場合、各電気機械は、発電機／モータおよび同期装置として２つの役割を持てる）。
【００２７】
流体からエネルギーを抽出する電気発電機として電気機械を持つＤＩＳＡを有するＣＡＲＭ装置は、ＤＩＳＡを有するクロスフロー軸タービンのサブクラスを形成する。ＤＩＳＡを有するクロスフロー軸タービンは、機械ブレーキ、電磁ブレーキ、流体動的ブレーキ又はこれらの組み合わせなどの種々のブレーキ・システムを有し得る（流体動的ブレーキは、ＤＩＳＡを有する新装置の新特徴であり、これは揚力型タービン又はそれらの組み合わせのためのブレード・ピッチ角を変えることにより、流れに対する装置の位置を変えることにより実現できる）。
【００２８】
ＤＩＳＡを有するクロスフロー軸タービンは「完全な」全方向性ではなく、「半」全方向性である（新装置は流れ方向と相対的に任意位置で常に働くが、その性能は、流れ方向に対する装置の位置が異なれば、異なる）。流れ方向に対する新装置の位置は、ヨー角度Ｙで定義できる。ＤＩＳＡを有するクロスフロー軸タービンのヨーシステムは、受動的ヨーシステム（羽根システム）、電気モータを持つ能動的ヨーシステム又はこれらの組み合わせを含み得る。
【００２９】
ブレード外形が翼であるＤＩＳＡを有するクロスフロー軸タービンは、ＤＩＳＡを有するクロスフロー軸揚力型タービンのサブクラスを形成する。この場合、ローターは、非同軸で、ローターオフセットＲｏは、Ｒｏ＝ｆ（δＢ，Ｙ，ＴＳＲ，Ｓ，ＲＮ，ＢＬ，ＶＴ，ＢＴ，ＦＴ，ＢＮ，β，ＢＳＲ，ＢＳＢＲ）の関数である。ＤＩＳＡを有するクロスフロー軸揚力型タービンは、ローター同期機構により同期して反対又は共回転するローターを持てる。
【００３０】
ＤＩＳＡを有するクロスフロー軸揚力型タービンは、固定されたブレードピッチ角を有することができ、ここで、ピッチ角はβ＝ｆ（Ｙ，Ｒｏ，ＴＳＲ，Ｓ，ＲＮ，ＢＬ，ＶＴ，ＢＴ，ＦＴ，ＢＮ，ＢＳＲ，ＢＳＢＲ）の関数であり得る。固定されたピッチ角は、全てのブレードについて同じであってよく、又は、同一又は異なるローターの異なるブレードについて相違してもよく、それはβ関数パラメータ（特にＢＳＲとＢＳＢＲパラメータ）に依存する。
【００３１】
ＤＩＳＡを有するクロスフロー揚力型タービンは、可変のブレード・ピッチ角を有することができ、可変のブレード・ピッチ角は、β＝ｆ（Ｙ，Ｒｏ，ＴＳＲ，Ｓ，ＲＮ，ＢＬ，ＶＴ，ＢＴ，ＦＴ，ＢＮ，ＢＳＲ，ＢＳＢＲ）の関数であり得る。可変のブレード・ピッチ角は、１回の回転毎には変化せず、流れの速度及び方向変化に対して調整するピッチ角度の１以上のリセットである。（流れ方向の変化の場合、可変のピッチ角は、異なるヨーシステムと組み合わせるよう調整され得る。）
【００３２】
ＤＩＳＡを有するクロスフロー揚力型タービンは、真っ直ぐ、湾曲（半螺旋ブレード）、掃引（疑似デルタブレード）又はその組み合わせなど、ローター毎又はローター間で異なるブレード形状を有し得る。新タービンは、ローター毎又はローター間で異なるブレード翼を有することができ、対称又は非対称の翼を有することもでき（非対称の翼を有するブレードは、新装置を通って流れる流れがより少ないときに上流部分のエネルギーのすべてを抽出できるので、対称翼が下流部で持ち上げられる必要が無く、その結果、ブレード上のストレス力が各回転での圧縮から伸張で変化しないことから、対称のものと比べて利点を有する。）
【００３３】
ＤＩＳＡを有するクロスフロー揚力型タービンは、ブレードをそのアームに機械結合させるストラット（支柱）を有し得る。
【００３４】
湾曲羽根（抗力型のブレード）と反対回転するローターを有するＤＩＳＡを有するクロスフロータービンは、ＤＩＳＡを有するクロスフロー抗力型タービンのサブクラスを形成し、ローターは、同軸又は非同軸であり得る。
【００３５】
ＤＩＳＡを有するクロスフロー抗力型タービンのタイプ１は、ローター同期機構により同期して相互に対して回転する少なくとも２つの同軸ローターを有する。これは、径方向アームを介して各ローターに固定的に取り付けられ、ローターの中心で相互に重なった２つの対向する対称ベースブレードを含み、各ベースブレードは、ローター軸側でのそのローター面に対する＜＝９０°の角度を有する。これは、更に、ローター軸側でのそのローター面に対する＜＝９０°の角度を有する１つのローターの各ベースブレードの外側上の１つのベースブレード延長部と、ローター軸側でのそのローター面に対する＜＝９０°の角度を有する他のローターの各ベースブレードの内側上の１つのベースブレード延長部を有する。更に、各ベースブレード延長部の形状は、回転中に対向するローターブレード延長部を相互にそれらの交差部分で交差させつつ、それらの間に最小スペースδＢを有して、最大の動的流体ダクティング及び動的流れ偏向を形成するよう構成される。
【００３６】
ＤＩＳＡを有するクロスフロー抗力型タービンのタイプ２は、ローター同期機構により同期して相互に対して回転する少なくとも２つの同軸ローターと、各ローターに固定的に取り付けられた少なくとも２つの対向する対称ブレードを有し、各ブレードからローター中心への最近接距離は各ローターのアームの半分より大きい。
【００３７】
ＤＩＳＡを有するクロスフロー抗力型タービンのタイプ３は、ローター同期機構により同期して相互に対して回転する少なくとも２つの同軸ローターと、径方向アーム上のローター−アーム面に垂直な各回転軸に取り付けられたローター毎に少なくとも２つの対向する対称ブレードを有し、ブレードは、それらのローターに対して＜＝９０°の最大角度ＢＲＡで回転し、ローター中心からブレード回転軸の距離は、ローターの径方向アームの半分より大きい。タイプ３は、更に、下流側でローターの間ではない側上のローター−アーム面に平行な支持構造に固定的に取り付けられたローター毎に少なくとも１つの湾曲レール・ブレード−ローター相対回転機構を有し、湾曲レールは、その径方向アームから最大角度ＢＲＡで各ブレードを回転させる。タイプ３は、更に、下流側で回転中に内側湾曲レールに接触するローター−アーム面に垂直な回転軸を有する各ブレードの外側下端のホイール、ブレードのそのローターに対する回転を止めるための各ブレードについてのローターアーム上の１つのステップ、及び、同じローターのブレードのための１つの湾曲ブレード同期機構を有する。
【００３８】
非同軸ローターを有するＤＩＳＡを有するクロスフロー抗力型タービンのタイプ３は、ＤＩＳＡを有するクロスフロー抗力型タービンのタイプ４を形成する。（この場合ブレードは、ローター面に垂直な軸の周りで部分的に回転し得る。）
【００３９】
ＤＩＳＡを有するクロスフロー抗力型タービンのタイプ５は、ローター同期機構により同期して相互に対して回転する少なくとも２つの同軸ローターと、直径アームに両者間の角度ＢＲＡ＜＝９０°で固定的に取り付けられた少なくとも２つの対向する対称ブレードであって、アームがローターに取り付けられて、それに対して自軸の周りで最大角度ＢＲＡで回転する少なくとも２つの対向する対称ブレードと、下流側でローターの間ではない側の上の支持構造に固定的に取り付けられたローター毎の少なくとも１つの湾曲レール・ブレード−ローター相対回転機構であって、湾曲レールがローター−アーム面に垂直なローター半径よりも大きい半径を有するシリンダ上に横たえられ、ローター−アーム面に平行な回転軸を有するそのローターに対向する各ブレードの外端のホイールを含み、１つのローターのブレードのホイールが湾曲レールの内側に接触し、一方、対向するローターのブレードのホイールが下流で回転中に湾曲レールの外側に接触する、ローター毎の少なくとも１つの湾曲レール・ブレード−ローター相対回転機構と、ＢＲＡ角度が最大でそのローターに対してブレードを有するアームを回転停止させるための直径アーム毎のローター面上の１つのステップを有する。
【００４０】
ＤＩＳＡを有するクロスフロー抗力型タービンのタイプ３，４，５は、流れ方向に従ってローター回転軸の周りで回転する２つのローターのモジュールのブレード−ローター相対回転機構の両方を有し得る。この場合、ブレード−ローター相対回転機構を回転させることは、ヨーイングシステムと同様に機能する。
【００４１】
２つのローターの１つのモジュールを有するＤＩＳＡを有するクロスフロー抗力型タービンのタイプ１，２又は５は、静的ダクティングを増加させるための各ローターのための端部ディスクを有し得る。（モジュールのアレイにはそのような端部ディスクの必要はない。）
【００４２】
ＤＩＳＡを有するクロスフロー抗力型タービンのタイプ１，２，３，４又は５は、支持構造に接続された異なる静的ダクティングシステムを有し得る。
【００４３】
上記の装置のいずれかのすべての特徴を有し、エネルギーを流体に作用させるための電気モータとして電気機械を有するＤＩＳＡを有するＣＡＲＭ装置は、ＤＩＳＡを有するクロスフロー軸プロペラ、ＤＩＳＡを有するクロスフロー軸ファンブロア、ＤＩＳＡを有するクロスフロー軸ポンプコンプレッサ及びＤＩＳＡを有するクロスフロー軸ミキサなどの異なるタイプのＤＩＳＡを有するＣＡＲＭ装置を形成する。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】図１ａは、従来のクロスフロー軸揚力型タービン（従来技術）の掃引エリアの概略図。図１ｂは、従来のクロスフロー軸抗力型タービン（従来技術）の掃引エリアの概略図。
【図２】図２ａは、ローターが相互に対して反対回転するＤＩＳＡを有するクロスフロー軸揚力型タービンの掃引エリアの概略図。図２ｂは、ＤＩＳＡを有するクロスフロー軸抗力型タービンの掃引エリアの概略図。
【図３】図３ａは、ＤＩＳＡを有するクロスフロー軸揚力型タービンのエネルギー抽出（揚力）ゾーンのサイズ変化（減少）の概略表示。図３ｂは、ＤＩＳＡを有するクロスフロー軸抗力型タービンのエネルギー抽出（揚力）ゾーンのサイズ変化（減少）の概略表示。
【図４】図４ａは、ＤＩＳＡを有するクロスフロー軸揚力型タービンの不等角投影図。図４ｂは、ＤＩＳＡを有するクロスフロー軸揚力型タービンの概略表示。
【図５】図５ａは、ＤＩＳＡを有するＣＡＲＭ装置の駆動シャフトローター同期機構の概略表示。図５ｂは、ＤＩＳＡを有するＣＡＲＭ装置の電機ローター同期機構の概略表示。
【図６】図６は、ローター毎に異なるブレード数、間隔及び形状を有するＤＩＳＡを有するクロスフロー軸揚力型タービンの不等角投影図。
【図７】図７ａは、同一ブレード高さを有する２つのローターモジュールのアレイを有するＤＩＳＡを有するクロスフロー軸揚力型タービンの正面図。図７ｂは、異なるモジュール毎に異なるブレード高さを有する２つのローターモジュールのアレイを有し、モジュールのアレイに沿って異なる電気機械を有するＤＩＳＡを有するクロスフロー軸揚力型タービンの正面図。
【図８】図８ａは、受動ヨーシステムを有するＤＩＳＡを有するクロスフロー軸揚力型タービンの正面図。図８ｂは、能動ヨーシステムを有するローターのアレイを有するＤＩＳＡを有するクロスフロー軸揚力型タービンの正面図。図８ｃは、受動ヨーシステムを有するＤＩＳＡを有するクロスフロー軸揚力型タービンの概略図。図８ｄは、受動ヨーシステムを有するＤＩＳＡを有するクロスフロー軸抗力型タービンの概略図。
【図９】図９ａ及び９ｂは、固定のブレード・ピッチ角度を有するＤＩＳＡを有するクロスフロー軸揚力型タービンの概略図。図９ｃは、動的乱流相殺効果の概略表示。
【図１０】図１０は、固定抗力ブレード・タイプ及び同軸ローターを有するＤＩＳＡを有するクロスフロー軸抗力型タービン・タイプ１の不等角投影図。
【図１１】図１１は、固定抗力ブレード・タイプ及び非同軸ローター（静的ダクティングを含む）を有するＤＩＳＡを有するクロスフロー軸抗力型タービン・タイプ２の不等角投影図。
【図１２】図１２は、ローター面（同軸ローター）に垂直な軸の周りで回転する可変抗力ブレードを有するＤＩＳＡを有するクロスフロー軸抗力型タービン・タイプ３の不等角投影図。
【図１３】図１３は、ローター面（非同軸ローター）に垂直な軸の周りで回転する可変抗力ブレードを有するＤＩＳＡを有するクロスフロー軸抗力型タービン・タイプ４の不等角投影図。
【図１４】図１４は、ローター面（同軸ローター）に垂直な軸の周りで回転する可変抗力ブレードを有するＤＩＳＡを有するクロスフロー軸抗力型タービン・タイプ３の不等角投影図。
【発明を実施するための形態】
【００４５】
図２ａは、ＤＩＳＡを有するクロスフロー軸揚力型タービン１０の掃引エリアの概略表示であり、ローターオフセットＲｏを有する反対回転するローター１１，１２と、従来のクロスフロー軸タービン（図１ａ）と比べて（空間的に）増大したタービンの概略の掃引エリアを形成する各ローターの概略の掃引エリア２４，２５と、各ローター１１，１２に形成されるエネルギー抽出揚力エリア（Lift Area）１１及び揚力エリア１２を示す。各ローターの掃引エリアの揚力部分はφ＝０（ブレードが負のピッチ角を有する）の近くで開始し、そこでは、対向するローターの揚力掃引エリアが相互に離間し、動的ダクティング、動的流れ偏向及びブレード迎角の動的変化などの動的効果のための好ましい条件が形成される。
【００４６】
図２ｂは、ＤＩＳＡを有するクロスフロー軸抗力型タービン１０の掃引エリアの概略表示であり、ローターオフセットＲｏを有する反対回転するローター１１，１２と、掃引エリア２４，２５と、装置の両側の各ローター１１，１２により形成されるエネルギー抽出エリア１１，１２を示す（従来のクロスフロー軸牽引タービンのエネルギー抽出エリア図１ｂと比較）。
【００４７】
図３ａは、ＤＩＳＡを有するクロスフロー軸揚力型タービン１０の概略表示であり、ローターオフセットＲｏを有する反対回転するローター１１，１２と、各ローター１１，１２により形成される掃引エリア２４，２５を示す。この場合、図２ａと比べて装置に対する流れ方向の変化により揚力エリア１１が減少しており、これは、装置動的流体ブレーキとして使用し得る。
【００４８】
図３ｂは、ＤＩＳＡを有するクロスフロー軸抗力型タービン１０の概略表示であり、ローターオフセットＲｏを有する反対回転するローター１１，１２と、各ローター１１，１２により形成されるエネルギー抽出エリア２４，２５を示す。この場合、図２ｂに比べて装置にタイする流れ方向の変化のために両方のエネルギー抽出領域が減少している。
【００４９】
図４ａは、ＤＩＳＡを有するクロスフロー軸揚力型タービン１０と、相互に平行な支持構造６に取り付けられた同じサイズの径方向アーム２を示し、径方向アーム２は、ローターオフセットＲｏ＞０で、流れに垂直な面上のそれぞれの回転軸３を有する（これは、流れに垂直な面上の異なる角度の回転軸であり得る）。２つのローターの間の側５０上の径方向アーム２を介し、ローター１１に取り付けられた２つのブレード２１及びローター１２に取り付けられた２つのブレード２２があり、各ブレードの先端と対向するローター面の間の間隔δＢＲは＞＝ＲＦＲであり、回転中に相互に交差する対向するローターからの２つの交差ブレードの間の最小間隔δＢは＞＝ＢＮＣＳである。ローターは、少なくとも１つのローター同期機構４により同じＴＳＲで同期して相互に対して反対回転し、２つのローターの１つのモジュールを形成する。ローターに接続された１つの電気機械５（この場合、電気発電機）があり、アームを有するローター、ブレード、ローター同期機構及び電気発電機を支持する支持構造６がある。
【００５０】
図４ｂは、ローターオフセットＲｏを有する２つの反対回転するローター１１，１２と、アーム２を介してローター１１に取り付けられた２つのブレード２１及びアーム２を介してローター１２に取り付けられた２つのブレード２２と、ローター１２のブレード２２の各ローター毎のブレード間隔ＢＳＲ、ローター間のブレード間隔ＢＳＢＲ（この場合、９０°）、ブレード２２がφ＝０°の回転位相角でのローター１１のブレード２１及びローター１２のブレード２２を有する１つのモジュールを有する。
【００５１】
図５ａは、ＤＩＳＡを有するＣＡＲＭ装置のための機械式ローター同期機構４を示し、機械式ローター同期機構４は、シャフト７及びローターの回転を同じＴＳＲで同期するよう保持するギア機構８を有する。ギア機構８は、下記のような異なる変形形態を有し得る。
Ａ  オフセットローター  反対回転  ｘ：ｙギア（同一ＴＳＲに対しては、ｘ＝ｙを有する）
Ｂ  オフセットローター  共回転  ｘ：ｙ：ｚギア（ｚは、共回転ローターのために機能する）を有する
Ｃ  同軸ローター  反対回転  ３ｘ：１ｚ／２ｚ：６ｘギアを有する
Ｄ  同軸ローター  共回転  ｘ：ｙ／ｙ：ｘギアを有する
【００５２】
図５ｂは、ＤＩＳＡを有するＣＡＲＭ装置のための電気式ローター同期機構４を示す。電気式ローター同期機構４は、ローター毎の１つの電気モータ／発電機５、アルゴリズム及び電気モータ／発電機を有線又は無線でリンクするシステム（この場合、同期電気機械システムであり、ローターの同期を保持する電磁ギアシステムのように振る舞う）からなる。
【００５３】
図６は、ローターオフセットＲｏを有する２つの反対回転するローター１１，１２、同期機構４、発電機５、支持構造６の１つのモジュールを有する、ローターの間ではない側５１のブレードを含む、ＤＩＳＡを有するクロスフロー軸揚力型タービン１０を示す。この実施形態は、ローターの間の側５０で動作するＤＩＳＡを有するクロスフロー軸揚力型タービン１０とローターの間ではない側５１で動作する従来のクロスフロー軸揚力型タービンのハイブリッドを有する。この実施形態は、各ローター毎に（ローターの間の側及び間ではない側に）異なる数のブレードと、各ローター毎の異なるブレード間隔ＢＳＲを有する。図は、ブレードストラット１３を含む、真っ直ぐ（直線状の）なブレード２１と、湾曲したブレード２２と、掃引ブレード２３を示す。
【００５４】
図７ａは、モジュール７（ローターオフセットＲｏで反対回転するモジュール毎のローター１１，１２）のアレイ、アームを介してローターに取り付けられた同一高さのブレード１、モジュール毎に１つのローター同期機構４，１つの共有の電気発電機及び支持構造６を有するＤＩＳＡを有するクロスフロー軸揚力型タービン１０を示す。この実施形態は、その両側の各ローター毎に異なるブレード間隔ＢＳＲを有する。（これは、トルク曲線を円滑にし、異なるモジュールの負荷を共有化する。）
【００５５】
図７ｂは、アームを介してローターに取り付けられた異なるモジュール毎に異なるブレード高さを有するモジュール７（ローターオフセットＲｏで反対回転するモジュール毎のローター１１，１２）のアレイを有し、モジュールのアレイに沿って異なる電気機械５（この場合、各電気機械は、発電機／モータ及びローター同期装置の２重の役割を有する）と支持構造６を有するＤＩＳＡを有するクロスフロー軸揚力型タービンを示す。
【００５６】
図８ａは、ＤＩＳＡを有するクロスフロー軸揚力型タービン１０、ローターオフセットＲｏで反対回転するローター１１，１２、アーム２を介してローターに取り付けられたローター毎に２つのブレード１、同期機構４，発電機５、支持構造６、受動ヨーシステム９を示す。
【００５７】
図８ｂは、支持構造６の各側に搭載されたモジュール７（ローターオフセットＲｏで反対回転するローター１１，１２）のアレイ、各モジュール毎の同期機構３、発電機５（この実施形態では、モジュールのアレイは、能動ヨーシステム９により支持構造の周りで回転する）を有するＤＩＳＡを有するクロスフロー揚力型タービン１０。
【００５８】
図８ｃは、ＤＩＳＡを有するクロスフロー軸揚力型タービン１０、ローターオフセットＲｏで反対回転するローター１１，１２、流体方向（上流側）と装置ローターの共直径の直角方向の間の角度（又は流体方向とヨー羽根９方向の間の角度）である揚力型装置のためのヨー角度Ｙ（ｌ）を示す。
【００５９】
図８ｄは、ＤＩＳＡを有するクロスフロー軸抗力型タービン１０、反対回転するローター１１，１２、流体方向（上流側）とこれらの装置の「エネルギー抽出／作用」部分の掃引エリアが最大となるところの、装置の掃引エリアの「エネルギー抽出／作用」部分の平行方向の間の角度（又は流体方向とヨー羽根９方向の間の角度）であるヨー角度Ｙ（ｄ）を示す。
【００６０】
図９ａは、ＤＩＳＡを有するクロスフロー軸揚力型タービン１０、ローターオフセットＲｏで反対回転する２つのローター１１，１２、ピッチ角がβ＝ｆ（Ｙ，Ｒｏ，ＴＳＲ，Ｓ，ＲＮ，ＢＬ，ＶＴ，ＢＴ，ＦＴ，ＢＮ，ＢＳＲ，ＢＳＢＲ）の関数であるとして、固定されたブレード・ピッチ角度を有するブレード１１，１２を示す。
【００６１】
固定ピッチ角度βは、すべてのブレードについて同一でもよく、同一又は異なるローターについての異なるブレードについて相違してもよく、これは、特にＢＳＲ及びＢＳＢＲパラメータなどの種々のパラメータに依存する。反対回転するローターについての固定ピッチ角度βは、各ローターブレードについてより早期の揚力を生成するために負である場合があり、したがって、対向ローターからの各ブレードが相互に離間した揚力掃引エリアを有する場合がある。（事前設定の負のピッチ角度は、ブレード上の抗力も減少させ得る。）ローター１２のブレード２２は、φ＝９０、流体速度Ｕ、Ｖ＝−ω×Ｒ、相対流体速度Ｗ、迎角α、揚力Ｌ及び抗力Ｄでピッチ角βを有する。ローター１１のブレード２１は、φ＝０、流体速度Ｕ、Ｖ＝−ω×Ｒ、相対流体速度Ｗ、迎角α、揚力Ｌ及び抗力Ｄで同一のピッチ角βを有する。ローター経路２４のゾーン２６は、ローター１２のブレードからローター１１のブレードへの動的流体シールドを表し、経路２１のゾーン２７は、ローター１１のブレードからローター１２のブレードへの動的流体シールドを表す。
【００６２】
図９ａは、ＤＩＳＡを有するクロスフロー軸揚力型タービン１０、ローターオフセットＲｏで反対回転する２つのローター１１，１２、抗力Ｄ、揚力Ｌ１、Ｕ２及びＷのために異なる迎角α１、Ｕ２及びＶの結果として生じる相対流体速度Ｗ１、Ｖ＝−ω×Ｒ、結果としての流体速度Ｕ２、φ＝４５°でローター１２のブレード２２により偏向された増加流体速度Ｕ１、流体速度Ｕ、φ＝４５でピッチ角βを有するローター１１のブレード２１を示す。それは、対向ローターブレードから来る流体の一部をトラップする動的ダクティング２８と、最適の揚力のための迎角α１の安定増加を維持し、ディープ・ストーリング・プロセス、乱流生成プロセスを遅延させる動的流れ偏向により生じるブレード迎角の動的変化２９を示す。
【００６３】
図９ｃは、ＤＩＳＡを有するクロスフロー軸揚力型タービン１０、ローターオフセットＲｏで反対回転する２つのローター１１，１２、ローター１１のブレード２１、ローター１２のブレード２２、ローター１１のブレード２１により発生する渦１１，渦１１と異なる時間にローター１２のブレード２２により発生する渦１２及び動的乱流相殺プロセスを示す。
【００６４】
図１０は、相互に対して反対回転する同軸ローター１１，１２、同期機構４，発電機５、支持構造６、ローター毎の２つの対向する対称固定ベースブレード３０、ベースブレード３０の外側部分上の２つの対向する対称な固定ベースブレード延長部３１、ベースブレード３０の内側部分上の２つの対向する対称な固定ベースブレード延長部３１、ローター面３３に対するベースブレード角度、ローター面３４に対するベースブレード延長部角度、対向するローターからの２つの交差するブレードの間の最小スペースδＢを有するＤＩＳＡを有するクロスフロー軸揚力型タービン１０のタイプ１を示す。
【００６５】
図１１は、相互に対して反対回転する非同軸ローター１１，１２、ローター毎の２つの対向する固定ブレード１、対向するローターからの２つの交差するブレードの間の最小スペースδＢ、同期機構４、発電機５、支持構造６を有するＤＩＳＡを有するクロスフロー軸抗力型タービン１０のタイプ２を示す。
【００６６】
図１２は、相互に対して反対回転する同軸ローター１１，１２、同期機構４、発電機５、支持構造６、最大ＢＲＡ角でアーム２上のローター面に対して垂直に軸４４の周りをそのローターに対して回転するローター毎の２つの対称ブレード１、ローター面に平行に支持構造に固定されたローター毎の少なくとも１つの湾曲したレール・ブレード−ローター相対回転機構４０、ローター−アーム面に垂直な回転軸を有する各ブレードの外側下端のホイール４１、各ブレードについてのローター面上の１つのローターステップ４３及び同一ローターのブレードについての１つの湾曲したブレード同期機構４２を有するＤＩＳＡを有するクロスフロー軸抗力型タービン１０のタイプ３を示す。
【００６７】
図１３は、ローターオフセット軸Ｒｏで相互に対して反対回転する非同軸ローター１１，１２、同期機構４、発電機５、支持構造６、最大ＢＲＡ角でアーム２上のローター面に垂直な軸４４の周りをそのローターに対して回転するローター毎の２つの対称ブレード１、ローター面に平行に支持構造に固定されたローター毎の少なくとも１つの湾曲したレール・ブレード−ローター相対回転機構４０、ローター−アーム面に垂直な回転軸を有する各ブレードの外側下端のホイール４１、各ブレードについてのローター面上の１つのローターステップ４３及び同一ローターのブレードについての１つの湾曲したブレード同期機構４２を有するＤＩＳＡを有するクロスフロー軸抗力型タービン１０のタイプ４を示す。
【００６８】
図１４は、相互に対して反対回転する同軸ローター１１，１２、同期機構４、発電機５、支持構造６、ＢＲＡ＜＝９０°の角度で直径アーム２に固定的に取り付けられたローター毎の２つの対称ブレード１であって、アーム２が最大ＢＲＡ角度で自軸の周りでローターに対して回転する、ローター毎の２つの対称ブレード１、下流側でローターの間ではない側で支持構造に固定的に取り付けられたローター毎の少なくとも１つの湾曲したレール・ブレード−ローター相対回転機構４０、ローター−アーム面に平行な回転軸を有するそのローターに対向する各ブレードの外端のホイール４１、ＢＲＡ角度最大でそのローターに対して回転するブレードを有するアームを停止するための各直径アームのためのローター面上の１つのステップを有するＤＩＳＡを有するクロスフロー軸抗力型タービン１０のタイプ５を示す。
【００６９】
図４ａ、図６、図１０、図１１、図１２、図１３、図１４は、ＤＩＳＡを有するＣＡＲＭを示し、ここでは、電気機械は電気発電機である。電気発電機を電気モータに置換することで、これらの実施形態は、上記装置の任意の特徴を内在するＤＩＳＡを有するクロスフロー軸プロペラ、ＤＩＳＡを有するクロスフロー軸ファンブロア、ＤＩＳＡを有するクロスフロー軸ポンプ圧縮機、ＤＩＳＡを有するクロスフロー軸ミキサなどの種々の装置を生成する。ＤＩＳＡを有するＣＡＲＭ装置は、従来のＣＡＲＭ装置の長所と短所の間のトレードオフにより特徴付けられる。発明の背景で説明した全方向性という従来のＣＡＲＭ装置の主たる長所は、ＤＩＳＡを有するＣＡＲＭ装置では長所が減殺されるが、それは、これらがもはや完全に全方向性ではなく、むしろ、半全方向性になるからである。他方、発明の背景で説明した従来のＣＡＲＭ装置の主たる短所は、ＤＩＳＡを有するＣＡＲＭ装置が従来のＣＡＲＭ装置との比較で有する新たな特徴及び効果のために、ＤＩＳＡを有するＣＡＲＭ装置については短所が低減される。
【００７０】
（付記）下記は、本願に当初より記載の発明である。
＜請求項１＞
流体に垂直な面上に相互に平行な回転軸を有し、ローターオフセットＲｏを有する支持構造に取り付けられた同じ径方向アーム・サイズを有する少なくとも２つのローターであって、ローターに取り付けられた少なくとも１つのローター同期機構により同一ＴＳＲで同期して相互に対して回転し、１つのモジュールを形成する、少なくとも２つのローターと、
前記径方向アームを介して前記ローターの間の側の各ローターに取り付けられた少なくとも１のブレードであって、１つのローターの前記ブレードのそれぞれは、φ＝０の回転位相で、前記ローターに平行な面状で対向するローターからの最近接のブレードと０°＜＝ＢＳＲ＜＝１８０°の角度を有し、各前記ブレードは、ブレードの先端と対向するローター−アーム面の間でδＢ＝ＲＦＲの間隔を有し、各前記ブレードは、対向するローターからの交差するブレードとδＢ＞＝ＢＮＣＳの最小間隔を有する、少なくとも１のブレードと、
前記支持構造に取り付けられ、前記ローターの１つに接続された少なくとも１つの電気機械と、
支持構造と、
を有する動的増加掃引エリアを有するクロスフロー軸回転型機械装置。
＜請求項２＞
前記ローター同期機構が機械式であり、
前記ローターの回転軸に平行な両ローターに接続された１つのシャフトと、
前記ローターと前記シャフトの両方に取り付けられた歯車機構と
を更に含む請求項１に記載の動的増加掃引エリアを有するクロスフロー軸回転型機械装置。
＜請求項３＞
前記ローター同期機構が電気式であり、
各ローターに接続された前記支持構造に取り付けられた１つの電気機械であって、有線又は無線で相互にリンクされた電気機械と、
前記電気機械を介して前記ローターの相対的回転を同期するアルゴリズムと、
を更に含む請求項１に記載の動的増加掃引エリアを有するクロスフロー軸回転型機械装置。
＜請求項４＞
前記径方向アームを介して取り付けられた、前記各ローターの間でない側のローター毎に少なくとも１つのブレードを更に含み、
前記ローター−アーム面上の各ローターの２つの最近接ブレード間の角度は０°＜＝ＢＳＲ＜＝１８０°である請求項２又は３に記載の動的増加掃引エリアを有するクロスフロー軸回転型機械装置。
＜請求項５＞
複数モジュールを更に含み、
前記ローター−アーム面上の各ローターの両側の最近接ブレードの角度は０°＜＝ＢＳＲ＜＝１８０°である請求項２−４のいずれかに記載の動的増加掃引エリアを有するクロスフロー軸回転型機械装置。 
＜請求項６＞
前記電気機械は、流体からエネルギーを抽出するための電気発電機である請求項２−５のいずれかに記載の動的増加掃引エリアを有するクロスフロー軸回転型機械装置。
＜請求項７＞
ブレーキ・システムを更に含み、前記ブレーキ・システムは、機械式及び／又は電磁式及び／又は流体力学式である請求項６に記載の動的増加掃引エリアを有するクロスフロー軸回転型機械装置。
＜請求項８＞
ヨーシステムを更に含み、前記ヨーシステムは受動的及び／又は前記ヨーシステムは能動的である請求項６又は７に記載の動的増加掃引エリアを有するクロスフロー軸回転型機械装置。
＜請求項９＞
非同軸のローターを有し、
前記ブレードの外形は翼状である請求項６−８のいずれかに記載の動的増加掃引エリアを有するクロスフロー軸回転型機械装置。
＜請求項１０＞
前記対向ローターは同期して反対回転する請求項９に記載の動的増加掃引エリアを有するクロスフロー軸回転型機械装置。
＜請求項１１＞
前記対向ローターは同期して共回転する請求項９に記載の動的増加掃引エリアを有するクロスフロー軸回転型機械装置。
＜請求項１２＞
前記ブレードのピッチ角は固定である請求項１０又は１１に記載の動的増加掃引エリアを有するクロスフロー軸回転型機械装置。
＜請求項１３＞
可変のブレードのピッチ角を更に有し、前記ブレードのピッチ角が１回毎に変化しない請求項１０又は１１に記載の動的増加掃引エリアを有するクロスフロー軸回転型機械装置。
＜請求項１４＞
ローター毎又はローター間の前記ブレードの幾何学的形状は直線状及び／又は湾曲状及び／又は掃引状である請求項１０−１３のいずれかに記載の動的増加掃引エリアを有するクロスフロー軸回転型機械装置。 
＜請求項１５＞
前記ブレードをそのアームに機械的に連結する複数のストラットを更に含む請求項１４に記載の動的増加掃引エリアを有するクロスフロー軸回転型機械装置。
＜請求項１６＞
前記ブレードは湾曲した羽根であり、反対回転するローターを更に有する請求項６−８のいずれかに記載の動的増加掃引エリアを有するクロスフロー軸回転型機械装置。
＜請求項１７＞
前記ローターの中心で相互に重ね合わさる前記径方向アームを介して各ローターに固定的に取り付けられた少なくとも２つの対向対称ベースブレードであって、各ベースブレードは、前記ローターの軸側上のそのローター−アーム面への角度が＜＝９０°である、前記対向対称ベースブレードと、
ローター軸側のそのローター−アーム面への＜９０°の角度を有する１つのローターの各ベースブレードの外側の１つのベースブレード延長部であって、各ブレード延長部の形状が、回転中にそれらの交差部分において前記対向ローターの延長ブレードを相互に交差させて最大動的流体ダクティングと動的流体偏向とを形成するように構成された、前記ベースブレード延長部と、
ローター軸上のそのローター面への＜９０°の角度を有する、他方のローターの各ベースブレードの内側上の１つのベースブレード延長部であって、各延長部の形状が、回転中にそれらの交差部分において前記対向ローターの延長ブレードを相互に交差させて最大動的流体ダクティングと動的流体偏向とを形成するように構成された、前記ベースブレード延長部と
を有する同軸ローターを有する請求項１６に記載の動的増加掃引エリアを有するクロスフロー軸回転型機械装置。 
＜請求項１８＞
前記径方向アームを介して各ローターに固定的に取り付けられた少なくとも２つの対向対称ブレードを更に有し、
ローター中心への各ブレードの前記最近接距離は、対応するローターの径方向アームの半分より大きい、非同軸ローターを有する請求項１６に記載の動的増加掃引エリアを有するクロスフロー軸回転型機械装置。
＜請求項１９＞
前記径方向アーム上の前記ローター−アーム面に垂直な各回転軸に取り付けられたローター毎に少なくとも２つの対向対称ブレードであって、前記ブレードは、＜＝９０°の最大ＢＲＡ角でそれらのローターに対して回転し、ローター中心からの前記ブレードの回転軸の距離は、ローターの径方向アームの半分より大きい、前記対向対称ブレードと、
下流側でローターの間ではない側の前記ローター−アーム面に平行な前記支持構造に固定的に取り付けられたローター毎の少なくとも１つの湾曲レール・ブレード−ローター相対回転機構であって、前記湾曲レールは、その径方向アームからの最大ＢＲＡ角で各ブレードを回転させる、前記湾曲レール・ブレード−ローター相対回転機構と、
下流側で回転中に前記内部湾曲レールに接触する前記ローター−アーム面に直角な回転軸を有する各ブレードの外部下端のホイールと、
前記ブレードをそのローターに対して回転停止させるための各ブレードのための前記ローターアーム上の１つのステップと、
同一ローターの前記ブレードのための１つの湾曲ブレード同期機構
を更に含む、同軸ローターを有する請求項１６に記載の動的増加掃引エリアを有するクロスフロー軸回転型機械装置。
＜請求項２０＞
前記ローターは同軸でない請求項１９に記載の動的増加掃引エリアを有するクロスフロー軸回転型機械装置。
＜請求項２１＞
相互間のＢＲＡ角度＜＝９０°で直径アームに固定的に取り付けられたローター毎の少なくとも２つの対向対称ブレードであって、前記アームは、最大ＢＲＡ角度で自軸の周りを前記ローターに対して相対的に回転するように前記ローターに取り付けられた、前記対向対称ブレードと、
下流側で前記ローターの間ではない側で前記支持構造に固定的に取り付けられたローター毎の少なくとも１つの湾曲レール・ブレード−ローター相対回転機構であって、前記湾曲レールは、前記ローター−アーム面に垂直に前記ローター半径より大きい半径を有する円筒上に横たわり、前記湾曲レールは、最大ＢＲＡ角で各ブレードを回転させる、前記湾曲レール・ブレード−ローター相対回転機構と、
前記ローター−アーム面に平行な回転軸を有する、各ブレードのそのローターの反対の外端の車輪であって、下流側で回転中に、１つのローターの前記ブレードの前記車輪は、前記湾曲レールの内側に接触し、対向ローターの前記ブレードの前記車輪は、前記湾曲レールの外側に接触する、前記車輪と、
ブレードを有する前記アームを回転停止させる各直径アームのための前記ローター面上の１つのステップであって、ＢＲＡ角が最大である、ステップと、
を含む同軸ローターを有する請求項１６に記載の動的増加掃引エリアを有するクロスフロー軸回転型機械装置。
＜請求項２２＞
モジュールの両方の前記ブレード−ローター相対回転機構は、流れ方向に応じて前記ローターの回転軸の周りを回転する請求項１９−２１のいずれかに記載の動的増加掃引エリアを有するクロスフロー軸回転型機械装置。
＜請求項２３＞
各ローターに対して１つのエンド・ディスクを更に有し、
前記装置は１つのモジュールのみを有する請求項１７、１８又は２１に記載の動的増加掃引エリアを有するクロスフロー軸回転型機械装置。
＜請求項２４＞
前記支持構造に固定的に取り付けられた異なる静的ダクト・システムを更に含む請求項１７−２３のいずれかに記載の動的増加掃引エリアを有するクロスフロー軸回転型機械装置。
＜請求項２５＞
前記電気機械は流体にエネルギーを作用させる電気モータである請求項１２−１５、１７−２４のいずれかに記載の動的増加掃引エリアを有するクロスフロー軸回転型機械装置。
【図１】
0006397507.tif 000002
【図２】
0006397507.tif 000003
【図３】
0006397507.tif 000004
【図４】
0006397507.tif 000005
【図５ａ】
0006397507.tif 000006
【図５ｂ】
0006397507.tif 000007
【図６】
0006397507.tif 000008
【図７ａ】
0006397507.tif 000009
【図７ｂ】
0006397507.tif 000010
【図８ａ】
0006397507.tif 000011
【図８ｂ】
0006397507.tif 000012
【図８ｃ】
0006397507.tif 000013
【図８ｄ】
0006397507.tif 000014
【図９ａ】
0006397507.tif 000015
【図９ｂ】
0006397507.tif 000016
【図９ｃ】
0006397507.tif 000017
【図１０】
0006397507.tif 000018
【図１１】
0006397507.tif 000019
【図１２】
0006397507.tif 000020
【図１３】
0006397507.tif 000021
【図１４】
0006397507.tif 000022