DE102008054126A1

DE102008054126A1 - Rotor für eine Windkraftanlage

Info

Publication number: DE102008054126A1
Application number: DE102008054126A
Authority: DE
Inventors: Gerhard Büdenbender; Ingo Wagner; Klaus-Peter Waschewski
Original assignee: E E T HOLDING AG; Eet Holding AG
Current assignee: BUEDENBENDER, GERHARD, DE; WAGNER, INGO, DE
Priority date: 2008-10-31
Filing date: 2008-10-31
Publication date: 2010-05-06

Abstract

Der Rotor für eine Windkraftanlage hat einen Rotorkörper, der um eine Drehachse drehbar ist und in Richtung dieser Drehachse einen oberen Kappenbereich, einen Mittelbereich und einen unteren Kappenbereich. Die Kappenbereiche sind im Wesentlichen baugleich. Jeder Kappenbereich weist jeweils drei baugleiche Kappenflügel auf. Der Mittelbereich weist drei erste Flüge und drei zweite Flügel auf. Die Flügel sind von einer Kugelfläche einer Kugel mit dem Radius R begrenzt.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Rotor für eine Windkraftanlage, dieser Rotor hat einen Rotorkörper, der um eine Drehachse drehbar ist.
Zur Umwandlung von Windenergie in mechanische Drehenergie und danach in elektrische Energie sind Windkraftanlagen bekannt. Sie werden allgemein unterteilt in Windkraftanlagen mit Auftriebsläufer und mit Widerstandsläufer. Bei einem Auftriebsläufer kann etwa max. 59% der im Wind enthaltenen Energie in Drehenergie umgewandelt werden. Bei einem Widerstandsläufer liegt ein niedrigerer Wirkungsgrad als beim Auftriebsläufer vor. Praktisch wird das theoretische Maximum ohnehin nicht erreicht. Moderne Windkraftanlagen kommen heute an etwa 70% bis 85% des Maximums. Der Gesamtwirkungsgrad liegt deutlich tiefer, weil in ihm noch die Wirkungsgrade aller mechanischen und elektrischen Maschinenteile berücksichtigt sind.
Problematisch bei Auftriebsläufern ist die Windgeschwindigkeit. Oberhalb einer Windgeschwindigkeit von etwa 16 m/s werden Auftriebsläufer üblicherweise abgeschaltet, um Überlastungen zu vermeiden. Die dann vorliegenden Windenergien gehen für die Umwandlung verloren.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Windkraftanlage mit einer vertikal angeordneten Drehachse. Im Gegensatz zu Windkraftanlagen mit horizontaler Rotorachse müssen diese im Wind nicht nachgeführt werden. Die Rotorachse kann dreipunktgelagert sein, nämlich unten und oben am Rotorkörper, bei kleinen Anlagen genügt eine einseitige Lagerung.
Als sehr robuster und durch seine Massenträgheit gut geeigneter Rotor für stark schwankende Windverhältnisse gilt der Savoniusrotor, der neben seiner einfachen Aufbauweise schon bei geringen Windgeschwindigkeiten von 2 m/s bis 3 m/s ein hohes Drehmoment aufweist.
Die vorliegende Erfindung verfolgt die Absicht, den Rotor auch in oder nahe Wohngebieten installieren zu können. Die Vorteile von Widerstandsläufern und Auftriebsläufern sollen vereint und die Nachteile von Widerstandläufern sowie diejenigen der Auftriebsläufern minimiert, gegebenenfalls eliminiert werden. Der Wirkungsgrad sollte ausreichen um ein günstiges Verhältnis der Kosten zu den Nutzen zu erzielen.
Um die Wartungskosten zu minimieren, sollte die Windkraftanlage robust, sturmsicher, schwingungsarm sowie einfach zu transportieren und installieren sein. Um eine möglichst hohe Umweltverträglichkeit zu realisieren, sollte die Windkraftanlage möglichst ungefährlich für Mensch und Tier sein, geringe Lärmemissionen verursachen und den allgemeinen ästhetischen Ansprüchen an ein solches Gerät gerecht werden.
Auftriebsläufer sind aufgrund ihrer Nachteile, die bei der Anwendung in oder nahe an Wohngebieten auftreten, eingeschränkt oder gar nicht verwendbar. Auch Widerstandsläufer haben Nachteile. Ihr Leistungsbeiwert ist im Allgemeinen gering. Es treten Schwingungen durch Lastwechsel und Fliehkräfte bei unterschiedlicher Windlast innerhalb des Rotors auf. Dies ist verursacht durch die Schaufeln, z. B. beim Savoniusrotor, die aufgrund der ständigen Wechsel der Anstellwinkel zur einwirkenden Strömung lastwechselnd eingestellt sind. Dies führt im Zusammenspiel mit Fliehkräften zu Schwingungen und somit zu Materialermüdungen. Bei großen Baugrößen, großen Frontflächen zum Wind treten beispielsweise beim Savoniusrotor Unwuchtungen im schwer beherrschbaren Umfang auf.
Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, einen Rotor für eine Windkraftanlage anzugeben, der speziell auch für den Einsatz in oder nahe an Wohngebieten durch Minimierung der Nachteile des Widerstandläufers geeignet ist, der einfach montierbar und demontierbar und transportierbar ist, der aus unterschiedlichen Richtungen einfallenden Wind nutzt, der bereits bei geringen Windgeschwindigkeiten effektiv ist und auch bei hohen Windgeschwindigkeiten nicht ab geschaltet werden muss, der einen stabilen Drehzahllauf mit geringen Drehzahlschwankungen hat und geringe Geräuschemissionen aufweist.
Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Rotor für eine Windkraftanlage mit einem Rotorkörper, der um eine Drehachse drehbar ist und in Richtung diese Drehachse einen oberen Kappenbereich, einen Mittelbereich und einen unteren Kappenbereich aufweist, wobei die Kappenbereiche im Wesentlichen baugleich sind und jeweils drei baugleiche Kappenflügel aufweisen und der Mittelbereich drei erste Flügel und drei zweite Flügel aufweist, wobei die ersten und zweiten Flügel von einer Kugelfläche einer Kugel mit dem Radius R begrenzt sind.
Charakteristisch für diesen Rotor ist die Anzahl der Flügel bzw. Rotorblätter, insbesondere deren Form und Konfiguration sowie deren Zusammenwirken. Die Flügel sind in einer Art und Weise konfiguriert und miteinander verbunden, dass im Betrieb der Windkraftanlage mehrere physikalische Effekte sich ergänzen und der bei Widerstandsläufern übliche Gegenflügeleffekt reduziert wird. Der Rotorkörper hat insgesamt sechs Windkammern, die einen gleichmäßigen Rundlauf und damit geringe Vibrationen und Umwucht garantieren. Die Windkammern sind so angeordnet, dass sie nicht nur bei horizontaler Anströmung effektiv sind, es werden auch Aufwinde oder aus anderer Richtung anströmende Winde genutzt. Die Flügel sind so ineinander angeordnet und miteinander verbunden, dass eine selbst tragende Konstruktion entsteht. Die Flügelkonfiguration ergibt insgesamt eine ästhetisch ansprechende, im Allgemeinen elliptische Form. Durch die besondere Konfiguration des Rotors besteht ein hohes Drehmoment im Anlauf, dies ermöglicht den direkten Anschluss eines eisenlosen mehrpoligen Generators ohne Getriebe.
Die Windkraftanlage muss auch bei hohen Windgeschwindigkeiten nicht abgeschaltet werden, sodass dann ihre Maximalleistung entnommen werden kann. Die Geräuschemission ist aufgrund der langsamen Umdrehungszahl sehr gering. Sie liegt deutlich unterhalb der Geräuschemission von Auftriebsläufern, mit praktischen Ausführungen wurden Werte von 20 dB erreicht. Der Rotor generiert im Betrieb einen speziellen Luftwirbel, womit er sich in seiner Wirkungsweise von der eines reinen Widerstandsläufers positiv abhebt. Die große genutzte Flügelfläche und das daraus resultierende Trägheitsmoment ermöglichen Drehzahlverlauf mit geringen Drehzahlschwankungen. Die Windkraftanlage erfordert keine Mast abspannungen und Achsen und sonstige Haltekonstruktionen im Luftstrom. Es entstehen keine periodische Lastschwankungen und damit Schwingungen oder Vibrationen.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den übrigen Ansprüchen sowie der nun folgenden Beschreibung eines nicht einschränkend zu verstehenden Ausführungsbeispiels der Erfindung, das im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert wird.
In dieser Zeichnung zeigen:
1 eine perspektivische Darstellung eines Rotors in Seitenansicht,
2 eine Seitenansicht wie 1, jedoch nun in einer Position gegenüber 1 um ca. 60° um die Drehachse gedreht,
3 eine Untersicht des Rotors nach 1,
4 eine perspektivische Ansicht eines Montagekörpers,
5 eine perspektivische Darstellung in Form eines Montagebildes für einen Kappenbereicht, nämlich drei Kappenflügel und ein zugehöriger Stummel eines Montagekörpers, letzterer teilweise dargestellt,
6 eine perspektivische Darstellung wie 1, mit gleicher Blickrichtung, jedoch noch geringfügig von oben gesehen im mathematisch positivem Sinn gedreht, also einem etwas anderen Drehzustand als 1, es sind alle sechs Flügel des Mittelbereichs entfernt,
7 eine perspektivische Darstellung mit Blickrichtung wie 1, jedoch gegenüber 1 mathematisch positiv um einen geringen Winkel gedreht, der Drehzustand ist etwas anders als in 6, dargestellt sind nur die Flügel des Mittelbereichs, die Kappenflügel 38 sind entfernt,
8 eine perspektivische Darstellung in einer Blickrichtung wie 2, jedoch gegenüber dieser geringfügig gedreht, dargestellt ist ein Zustand, in dem ein erster Flügel des Mittelbereichs entfernt ist, und
9 eine perspektivische Darstellung wie in 8, jedoch sind nunmehr alle Flügel des Mittelbereichs bis auf einen einzigen ersten Flügel entfernt.
Der Rotor ist in den 1, 2 und 6 bis 9 in seiner vertikalen, normalen Gebrauchslage gezeigt. Er hat einen Rotorkörper 20, der sich im Wesentlichen aus noch zu beschreibenden Flügeln zusammensetzt, eine Drehachse 22 und einen Montagekörper 24 (siehe 4, 6, 8 und 9). Letzterer ist im Wesentlichen von außen nicht sichtbar, sichtbar sind nur kleine Teilbereiche eines oberen und unteren Stummels 26. Diese Stummel 26 sind Teil des Montagekörpers 24.
Der Rotorkörper 20 hat einen oberen Kappenbereich 30, einen Mittelbereich 32 und einen unteren Kappenbereich 34. Die beiden Kappenbereiche 30, 34 sind nahezu baugleich. Allerdings sind die beiden Kappenbereiche 30 spiegelverkehrt. Wird der Rotor um seine Drehachse 22 um 180° gedreht, so wird wieder ein funktionsfähiger Rotor erhalten, es ändert sich die Drehrichtung und es ist ein Fuß 36 dann oben.
Jeder Kappenbereich 30 hat jeweils drei baugleiche Kappenflügel 38. Sie sind als sphärische Dreiecke ausgebildet. Sie sind an ihrer kürzesten Dreieckseite so miteinander verbunden, dass ein Innenraum gebildet wird. Er wird als axialer Kappenraum bezeichnet und ist quer zu Drehachse im Wesentlichen dreieckförmig. In ihm befindet sich jeweils ein Stummel 26. Die drei Kappenflügel 38 sind um 120° versetzt um die Drehachse 22 angeordnet. Die drei Kappenflügel 38 sind entfernt als rechtwinklige Dreiecke anzusehen. Ihre längste Dreiecksseite liegt außen. Die Dreiecksseite mittlerer Länge ist jeweils mit dem Mittelbereich 32 verbunden. Über sie erfolgt die mechanische Verbindung zum Mittelbereich 32. Die Kappenflügel 38 der beiden Kappenbereiche unterscheiden sich in der Ausbildung dieser Dreiecksseite mittlerer Länge. Die kürzesten Dreieckseiten sind in Nähe des Stummels 26.
Der Mittelbereich 32 hat insgesamt sechs Flügel, nämlich drei erste Flügel 40 und drei zweite Flügel 42. Die drei ersten Flügel 40 haben jeweils eine obere Seite, die mit einer Dreiecksseite mittlerer Länge eines darüber befindlichen Kappenflügels 38 verbunden ist. Diese obere Seite ist deckungsgleich bzw. übereinstimmend mit der Dreiecksseite mittlerer Länge, also der unteren Dreieckseite des Kappenflügels. Die drei ersten Flügel 40 sind jeweils um 120° versetzt um die Drehachse 22 angeordnet, zwischen zwei ersten Flügel 40 befindet sich jeweils etwa mittig ein zweiter Flügel 42. Es gilt aber auch folgende Beschreibung: Die zweiten Flügel 42 sind jeweils um 120° versetzt um die Drehachse 22 angeord net, zwischen zwei zweiten Flügel 42 befindet sich etwa mittig jeweils ein erster Flügel 40. Die drei zweiten Flügel 42 haben jeweils eine untere Seite, die mit einer Dreiecksseite mittlerer Länge eines darunter befindlichen Kappenflügels 38 verbunden ist. Diese untere Seite ist deckungsgleich mit der Dreiecksseite mittlerer Länge, also der oberen Dreieckseite des Kappenflügels. Es ist möglich, einen ersten Flügel 40 und einen Kappenflügels 38 des oberen Kappenbereichs 30 als ein Bauteil herzustellen und zu verwenden. Ebenso ist es möglich, einen zweiten Flügel 42 und einen Kappenflügels 38 des unteren Kappenbereichs 34 als ein Bauteil herzustellen und zu verwenden.
Insgesamt hat der Rotor damit 12 Flügel. Sie sind so angeordnet, dass sechs Windkammern 44 gebildet werden. Jede Windkammer 44 ist von jeweils zwei Kappenflügel 38 und mindestens einen ersten Flügel 40 und mindestens einem zweiten Flügel 42 begrenzt.
Der Rotorkörper 20 hat insgesamt sechs Knotenpunkte, nämlich drei obere Knotenpunkte 46 und drei untere Knotenpunkte 48. In jedem Knotenpunkt 46, 48 laufen ein Kappenflügel 38, ein erster Flügel 40 und ein zweiter Flügel 42 sternförmig aufeinander zu. Die Knotenpunkte 46, 48 sind an der Außenseite des Rotors 20. Im Knotenpunkt laufen, wenn man radial auf den Knotenpunkt und auf die Drehachse 22 blickt, der erste Flügel 40 und der zweite Flügel 42 in einem nahezu rechten Winkel aufeinander zu. Im Knotenpunkt 46, 48 läuft der Kappenflügel 38 zunächst mit Abweichung von 10° bis 20° in Richtung eines der Flügel 40, 42 weiter und verläuft gekrümmt bis zu einem oberen Pol 50 bzw. unteren Pol. Der obere Pol 50 bzw. untere Pol ist etwa auf einer Winkelhalbierenden zwischen den beiden Flügeln 40, 42, siehe 1.
Unterhalb des Verbindungsbereichs, den ein jeder erster Flügel 40 mit einem Kappenflügel 38 des oberen Kappenbereiches 30 hat, ist dieser erste Flügel 40 mit einem zweiten Flügel 42 entlang eines Verbindungsbereiches 49 verbunden. Dieser Verbindungsbereich 49 verläuft auf einer Linie, die von einem oberen Knotenpunkt 46 ausgeht. Ebenso ist oberhalb des Verbindungsbereichs, den ein jeder zweite Flügel 40 mit einem Kappenflügel 38 des unteren Kappenbereiches 34 hat, dieser zweite Flügel 42 mit einem ersten Flügel 40 entlang eines Verbindungsbereiches 51 verbunden. Dieser Verbindungsbereiche 51 verläuft auf einer Linie, die von einem unteren Knotenpunkt 48 ausgeht.
Die ersten Flügel 40 und die zweiten Flügel 42 haben jeweils eine konvexe Seite und eine konkave Seite. In einer Drehrichtung um die Drehachse 22 gesehen liegen immer konkave Seiten vorn, in der anderen Drehrichtung liegen konvexe Seiten vorn.
Alle Flügel, nämlich die Kappenflügel 38, die ersten Flügel 40 und die zweiten Flügel 42 sind von einer Kugelfläche einer Kugel mit dem Radius R begrenzt. Vorzugsweise sind Sie als Kugelschalenteile ausgebildet, beispielsweise aus Kunststoff, z. B. armiertem Kunststoff. Sie können aber auch ähnlich einem Segel eines Segelschiffs ausgebildet sein, dann haben Sie ein Gerüst und ihre Fläche durch ein Tuch gebildet.
Die Grenze zwischen einem Kappenbereich 30, 34 und dem Mittelbereich 32 kann eine Ebene sein, sie ist jedenfalls durch eine Fläche definiert, die im Wesentlichen eben ist.
Projiziert auf die Drehachse 22 ist die Höhe eines Kappenbereichs 30, 34 deutlich kürzer als die Höhe des Mittelbereichs 32, das Verhältnis ist etwa 1 zu 1,3 bis 1 zu 2,3.
Die Fläche der Flügel 40, 42 des Mittelbereichs 32 ist deutlich größer als die Fläche der Kappenflügel 38. Die Kappenflügel 38 haben 20 bis 60% der Fläche der Flügel 40, 42. Die Flügel 40, 42 untereinander sind nahezu flächengleich, der Unterschied liegt maximal bei 10% Abweichung. Die ersten Flügel 40 sind von sphärischen Vierecken begrenzt, die zweiten Flügel 42 sind ebenfalls von sphärischen Vierecken begrenzt. Der Rotorkörper ist in Richtung der Drehachse 22 höher als er Durchmesser breit ist. das Verhältnis von Höhe zu Breite liegt zwischen 1,5 zu 1 und 1,1 zu 1 vorzugsweise bei 1,3 zu 1.
Ein großer Vorteil des Rotorkörpers 20 besteht darin, dass er nicht als ganzes transportiert werden muss. Er kann am Einsatzort aus den Flügeln 38 bis 42 zusammengesetzt werden. Der Rotorkörper 20 kann aus den 12 Flügeln 38, 40, 42 aufgebaut und zusammengesetzt werden und bildet eine gebrauchsfähige Einheit. Die Flügel können lösbar oder permanent miteinander verbunden sein. Allenfalls für die Verbindung mit einer Rotorwelle sind geeignete Mittel vorzusehen. Ein Montagekörper ist grundsätzlich nicht notwendig.
4 zeigt einen Montagekörper 24, wie er teilweise auch in 5 dargestellt ist. Er hat ein Kubusgerüst 52 und zwei Stummel 26. Eine Drehwelle und die Drehachse gehen durch eine Raumdiagonale des Kubusgerüsts 52 hindurch und setzen sich in dem oberen und dem unteren Stummel 26 fort. Die Drehwelle ist drehfest mit dem Montagekörper 24 verbunden. Über die Drehwelle wird das Drehmoment, das der Rotor erzeugt, abgenommen.
Das Kubusgerüst 52 besteht aus Stangen, die etwa die Länge eines Stummels 26 haben. In allen acht Eckpunkten des Kubusgerüsts 52 sind Haltekörper 54 angeordnet, die jeweils drei Montageflächen bilden. Sie sind gegenüber den Kubusflächen geneigt, wie die Figur zeigt. An diesen Haltekörpern 54 werden die einzelnen Flügel 40 und 42 angeschraubt, die Schraubverbindungen sind aus den anderen Figuren ersichtlich. Weiterhin hat jeder Stummel 26 zwei Ringe, die jeweils drei Montagebereich 56 ausbilden. An ihnen sind jeweils drei Kappenflügel 38 befestigt, auch die Befestigungen der Kappenflügel 38 sind aus den anderen Figuren, beispielsweise 1 und 2, ersichtlich.
Das Kubusgerüst 52 ist von außen nicht sichtbar. Auch große Rotorkörper 20 lassen sich mit Hilfe eines Montagekörpers 24, der auch nach der Montage innerhalb des Rotorkörpers 20 verbleibt, einfach Montieren und Demontieren. Der Platzbedarf beim Transport ist gering. Beim Transport können die Flügel 38 bis 42 aufeinander gelegt werden, sie nehmen dann sehr wenig Platz ein.
Aus der Darstellung nach 6 sind die drei unteren Dreieckseiten der dargestellten drei Kappenflügel 38 des oberen Kappenbereichs 30 ersichtlich. Ebenso sind die oberen drei Eckseiten, also die Dreieckseiten mittlerer Länge der Kappenflügel 38 des unteren Kappenbereichs 34 sichtbar. Wichtig ist auch, dass aufgrund der Materialdicke die Dreieckseiten keine Linie sind, vielmehr längliche, gebogene Flächen.
7 zeigt diejenigen Flügel, die 6 fehlen, und umgekehrt. Durch eine Zusammenschau beider Figuren ist eine Vorstellung vom Aufbau des Rotorkörpers 20 möglich. Von jedem ersten Flügel 40 ist die obere Seite, an der er mit dem darüber befindlichen Kappenflügel 38 verbunden wird, sichtbar. Ebenso sind für die drei zweiten Flügel 42 die entsprechenden unteren Seiten sichtbar. Die Knotenpunkte 46 und 48 sind in den 6 und 7 eingezeichnet, obwohl sie nicht vollständig realisiert sind, denn es fehlen jeweils Flügel, ebenso der untere Verbindungsbereich 51 in 9.
In der Darstellung nach 8, die den Drehzustand etwa nach 2 zeigt, wurde derjenige erste Flügel, der in 2 ganz vorne liegt und in dieser Darstellung dadurch die größte Fläche einnimmt, entfernt. Dadurch wird der Blick auf den Montagekörper 24, insbesondere das Korpusgerüst 52 möglich.
In der Darstellung nach 9 sind fünf Flügel des Mittelbereichs 32, nämlich alle zweiten Flügel 42 und zwei erste Flügel 40 entfernt. Es verbleibt ein, in der Figur links dargestellter erster Flügel 40, der auch in 8 sichtbar ist und in 8 deshalb sichtbar ist, weil der vorne liegende, erste Flügel dort entfernt ist. Der Vergleich der 8 und 9 zeigt, dass zwei benachbarte erste Flügel 40 eine Seite, im folgenden Kubusseite genannt, haben, die etwa in Verlängerung der oberen Seite (von insgesamt vier Seiten) verläuft und von einem Eckpunkt des Kubusgerüsts entlang einer Stange zu einem benachbarten Eckpunkt reicht, wobei der Verlauf gegenüber der geraden Stange geringfügig konvex ist. Der benachbarte erste Flügel, also der in 8 als entfernt bezeichnete Flügel 38, hat ebenfalls eine Kubusseite, die um 90° versetzt am Kubusgerüst montiert wird und ebenso dem Verlauf der Stange folgt.
In Richtung der Drehachse 22 betrachtet, erscheint das Kubusgerüst von oben gesehen mit drei um 120° versetzt angeordnete Stangen, die am obersten Punkt des Kubusgerüsts zusammenlaufen. An jeder dieser drei Stangen sind zwei benachbarte erste Flügel 40 befestigt. Entsprechendes gilt für die drei am untersten Punkt des Kubusgerüsts 52 laufenden Stangen und die zweiten Flügel 42.

20: Rotorkörper
22: Drehachse
24: Montagekörper
26: Stummel
30: oberer Kappenbereich
32: Mittelbereich
34: unterer Kappenbereich
36: Fuß
38: Kappenflügel
40: erster Flügel (von 32)
42: zweiter Flügel (von 32)
44: Windkammer
46: oberer Knotenpunkt
48: unterer Knotenpunkt
49: oberer Verbindungsbereich
50: oberer Pol
51: unterer Verbindungsbereich
52: Kubusgerüst
54: Haltekörper
56: Montagebereich

Claims

Rotor für eine Windkraftanlage mit einem Rotorkörper (20), der um eine Drehachse (22) drehbar ist und in Richtung dieser Drehachse (22) einen oberen Kappenbereich, einen Mittelbereich (32) und einen unteren Kappenbereich (30) aufweist, wobei die Kappenbereiche im wesentlichen baugleich sind und jeder Kappenbereich jeweils drei baugleiche Kappenflügel (38) aufweist und der Mittelbereich (32) drei erste Flügel (40) und drei zweite Flügel (42) aufweist, wobei die ersten (40) und zweiten (42) Flügel von einer Kugelfläche einer Kugel mit dem Radius R begrenzt sind.
Rotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass alle Flügel, nämlich die Kappenflügel (38), die ersten Flügel (40) und die zweiten Flügel (42), eine konvexe Seite und eine konkave Seite haben und dass in einer Drehrichtung um die Drehachse (22) bei allen Flügeln jeweils die konvexe Seite vorne liegt und in entgegen gesetzter Drehrichtung jeweils die konkave Richtung vorne liegt.
Rotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass alle Flügel, nämlich die Kappenflügel (38), die ersten Flügel (40) und die zweiten Flügel (42), von einer Kugelfläche einer Kugel mit dem Radius R begrenzt sind.
Rotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die drei Kappenflügel (38) jedes Kappenbereichs um 120° versetzt um die Drehachse (22) angeordnet sind.
Rotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Flügel (40) des Mittelbereichs (32) von sphärischen Vierecken begrenzt sind, und/oder dass die zweiten Flügel (42) des Mittelbereichs (32) von sphärischen Vierecken begrenzt sind.
Rotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kappenflügel (38) von sphärischen Dreiecken begrenzt sind.
Rotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotorkörper (20) drei obere Knotenpunkte aufweist, die auf der Außenseite des Rotorkörpers (20) liegen, dass diese drei oberen Knotenpunkte (46) um 120° um die Drehachse (22) versetzt angeordnet sind, und dass in jedem Knotenpunkt ein Kappenflügel (38), ein erster Flügel (40) und ein zweiter Flügel (42) sternförmig im Knotenpunkt zusammenlaufen.
Rotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotorkörper (20) drei untere Knotenpunkte (48) aufweist, die auf der Außenseite des Rotorkörpers (20) liegen, dass diese drei unteren Knotenpunkte um 120° um die Drehachse (22) versetzt angeordnet sind, und dass in jedem Knotenpunkt ein Kappenflügel (38), ein erster Flügel (40) und ein zweiter Flügel (42) sternförmig im Knotenpunkt zusammenlaufen.
Rotor nach Anspruch 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass die unteren Knotenpunkte (48) um etwa 60° um die Drehachse (22) gegenüber den oberen Knotenpunkten (46) versetzt angeordnet sind.
Rotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet dass der Rotorkörper (20) einen Montagekörper (24) aufweist.
Rotor nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Montagekörper (24) ein Kubusgerüst (52) und zwei Stummel (26) aufweist, dass die Drehachse (22) durch eine Raumdiagonale dieses Kubusgerüst (52) und durch die Stummel (26) hindurch läuft.
Rotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fläche eines Kappenflügels (38) im Bereich von 10% bis 45%, vorzugsweise im Bereich von 25% bis etwa 33% der Fläche eines ersten Flügels (40) oder eines zweiten Flügels (42) liegt.
Rotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehachse (22) vertikal angeordnet ist.
Rotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in Drehrichtung einer konvexen Seite eines Flügels eine konkave Seite des benachbarten Flügels gegenüber liegt.
Rotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die drei Kappenflügel (38) unter Freilassung eines axialen Kappenraums mit einander verbunden sind.
Rotor nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass sich in jedem Kappenraum ein Stummel (26) befindet.
Rotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Flügel, nämlich die Kappenflügel (38), die ersten Flügel (40) und die zweiten Flügel (42), lösbar mit dem Montagekörper (24) verbunden sind.
Rotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die drei ersten Flügel (40) um 120° versetzt um die Drehachse (22) angeordnet sind.
Rotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die drei zweiten Flügel (42) um 120° um die Drehachse (22) versetzt angeordnet sind.
Rotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich ein erster Flügel (40) zwischen zwei zweiten Flügeln (42) befindet.
Rotor nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Stummel (26) mindestens einen Dreieckskörper trägt, der drei schräg zur Drehachse (22) belaufene Montagebereiche (56) ausbildet.
Rotor nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Kubusgerüst (52) an Eckbereichen angeordnete Haltekörper (54) aufweist, die jeweils drei Montageflächen haben.