DE10251388A1

DE10251388A1 - Rotor for a wind-power installation has a main body rotating on bearings around an axis of rotation driven by wind power with drive surfaces set with a clearance

Info

Publication number: DE10251388A1
Application number: DE2002151388
Authority: DE
Inventors: Hinrich Storch
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2002-11-01
Filing date: 2002-11-01
Publication date: 2004-05-19
Anticipated expiration: 2022-11-02
Also published as: DE10251388B4

Abstract

A main body (6) rotates on bearings around an axis (4) of rotation and can be driven by wind power so as to rotate. In the peripheral direction of the main body there are drive surfaces (18,22) that are set with a clearance from each other and extend parallel to the axis of rotation, set up to rotate vertically. An Independent claim is also included for a wind-power installation with a rotor.

Description

Die Erfindung betrifft einen Rotor der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art einer Windkraftanlage.The invention relates to a rotor the type of a wind turbine mentioned in the preamble of claim 1.

Derartige Rotoren sind in Form sogenannter Windräder bekannt und weisen einen um eine erste Drehachse drehbar gelagerten und mittels Windkraft drehantreibbaren Grundkörper auf, an dem in Umlaufrichtung des Grundkörpers zueinander beabstandet Antriebsflächen angeordnet sind. Der Grundkörper der bekannten Rotoren ist um eine im wesentlichten horizontale Drehachse drehbar, wobei die Antriebsflächen nach Art der Propellerblätter eines Propellers ausgebildet sind.Such rotors are known in the form of so-called wind turbines and have a and rotatably mounted about a first axis of rotation on the main body, which can be driven in rotation by wind power, on the in the direction of rotation of the basic body drive surfaces are arranged spaced apart. The basic body of the known rotors is about an essentially horizontal axis of rotation rotatable, the drive surfaces according to the type of propeller blades a propeller are formed.

Bei der Auslegung derartiger Rotoren ist zu beachten, daß sich die Umlaufgeschwindigkeit entlang der Antriebsflächen in Radialrichtung nach außen vergrößert, so daß an in Radialrichtung zueinander beabstandeten Stellen der Antriebsflächen unterschiedliche Strömungsverhältnisse herrschen. Dies erfordert eine komplizierte Geometrie der Antriebsflächen. Insbesondere müssen die Antriebsflächen so ausgelegt werden, daß Kavitationseffekte vermieden werden.When designing such rotors it should be noted that the rotational speed along the drive surfaces in the radial direction Outside enlarged, see above that at in the radial direction spaced locations of the drive surfaces different flow conditions to rule. This requires a complicated geometry of the drive surfaces. In particular have to the drive surfaces be designed so that cavitation effects be avoided.

Daraus ergibt sich der Nachteil, daß die bekannten Rotoren aufgrund des Aufbaus ihrer Antriebsflächen aufwendig und damit teuer in der Auslegung sind.Hence the disadvantage that the known rotors expensive due to the structure of their drive surfaces and are therefore expensive to design.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Rotor der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art einer Windkraftanlage anzugeben, der den Nachteil der bekannten Rotoren nicht aufweist, dessen Auslegung also vereinfacht ist und der damit einfach und kostengünstig herstellbar ist.The invention is based on the object a rotor of the type mentioned in the preamble of claim 1 Wind turbine specify the disadvantage of the known rotors does not have, the design of which is therefore simplified and which is therefore simple and inexpensive can be produced.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebene Lehre gelöst.This task is claimed by the 1 specified teaching solved.

Die Erfindung löst die zugrundeliegende Aufgabe auf überraschend einfache Weise dadurch, daß sich die Antriebsflächen im wesentlichen parallel zu der ersten Drehachse erstrecken. Aufgrund dieser Anordnung herrscht bei Betrieb des Rotors entlang der Antriebsflächen an allen Stellen die gleiche Umlaufgeschwindigkeit, so daß Kavitationseffekte vermieden sind. Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Rotors besteht darin, daß die Antriebsflächen entlang ihrer Längsausdehnung den gleichen Profilquerschnitt aufweisen können, der im Hinblick auf eine ideale Umlaufgeschwindigkeit gewählt werden kann.The invention solves the underlying problem on surprising simple way that the drive surfaces extend substantially parallel to the first axis of rotation. by virtue of this arrangement prevails during operation of the rotor along the drive surfaces the same orbital velocity at all points, so that cavitation effects are avoided. Another advantage of the rotor according to the invention is that the Drive surfaces along their longitudinal extent can have the same profile cross-section with regard to a ideal rotational speed selected can be.

Der erfindungsgemäße Rotor ist einfach und kostengünstig herstellbar und vielseitig einsetzbar. Entsprechend den jeweiligen Anforderungen kann der erfindungsgemäße Rotor in einer ortsfesten, beispielsweise am Erdboden verankerten Windkraftanlage, oder einer mobilen Windkraftanlage verwendet werden. Besonders vorteilhaft ist die Verwendung des erfindungsgemäßen Rotors in Windkraftanlagen, die als Offshore-Anlagen ausgebildet sind. Hierzu kann die Windkraftanlage beispielsweise auf einem Schwimmer, insbesondere einem katamaranähnlich ausgebildeten Rumpf montiert sein, der verankert ist. Bei entsprechender Ausbildung des erfindungsgemäßen Rotors kann nämlich die Lage zur Windrichtung eine beliebige sein, wobei durch Seegang verursachte Lageänderungen der ersten Drehachse die Funktion des erfindungsgemäßen Rotors bei entsprechender Aus bildung nicht oder nur unwesentlich beeinträchtigen. Ein Vorteil derartiger lediglich zu verankernder Windkraftanlagen besteht darin, daß sie wesentlich kostengünstiger sind als bisher verwendete Anlagen, die sich auf dem Meeresboden abstützen.The rotor according to the invention is simple and inexpensive to manufacture and versatile. According to the respective requirements can the rotor according to the invention in a stationary wind turbine, for example anchored to the ground, or a mobile wind turbine can be used. Particularly advantageous is the use of the rotor according to the invention in wind turbines, the are trained as offshore plants. The wind turbine can do this for example on a float, especially a catamaran-like one Be attached to the fuselage, which is anchored. With appropriate training of the rotor according to the invention can namely the location to the wind direction can be any, due to swell caused changes in position the first axis of rotation the function of the rotor according to the invention with appropriate training do not or only marginally impair. An advantage of such wind turbines that only need to be anchored is that they much cheaper are than previously used systems that are on the seabed support.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lehre sieht vor, daß die Drehachse im wesentlichen vertikal angeordnet ist. Ein besonderer Vorteil dieser Ausführungsform besteht darin, daß der Grundkörper praktisch keine Bodenfreiheit benötigt, wie sie bei herkömmlichen, propellerartig ausgebildeten Rotoren erforderlich ist. Der Grundkörper kann damit beispielsweise unmittelbar oberhalb des Erdbodens angeordnet werden, so daß hohe Masten nicht erforderlich sind. Zumindest ist die Bauhöhe gegenüber herkömmlichen Rotoren wesentlich verringert. Aufgrund dessen wirkt sich der erfindungsgemäße Rotor in optischer Hinsicht in der Umwelt wesentlich weniger störend aus als herkömmliche Rotoren.An advantageous development of teaching according to the invention stipulates that the Axis of rotation is arranged substantially vertically. A special Advantage of this embodiment is that the body practically no ground clearance required, as is the case with conventional propeller-shaped rotors is required. The basic body can thus arranged directly above the ground, for example be so high Masts are not required. At least the overall height is compared to conventional ones Rotors significantly reduced. Because of this, the rotor according to the invention acts optically less disturbing in the environment than conventional ones Rotors.

Gemäß einer anderen Weiterbildung sind die Antriebsflächen jeweils nach Art eines Starrsegels ausgebildet. Derartige Starrsegel sind beispielsweise von Eisseglern bekannt. Sie zeichnen sich durch einen besonders einfachen und robusten Aufbau aus und ermöglichen hohe Umlaufgeschwindigkeiten des erfindungsgemäßen Rotors.According to another training are the drive surfaces each designed in the manner of a rigid sail. Such a rigid sail are known for example from ice sailors. You stand out a particularly simple and robust construction and enable high rotational speeds of the rotor according to the invention.

Eine außerordentlich vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lehre sieht vor, daß die Antriebsflächen jeweils um eine zu der ersten Drehachse im wesentlichen parallele zweite Drehachse drehbar an dem Grundkörper gelagert sind. Bei dieser Ausführungsform ist es möglich, die Winkelstellung der Antriebsflächen an die jeweiligen Gegebenheiten anzupassen, insbesondere während des Betriebs des Rotors.An extremely beneficial one Development of the teaching according to the invention stipulates that the drive surfaces each about a substantially parallel to the first axis of rotation second axis of rotation are rotatably mounted on the base body. At this embodiment Is it possible, the angular position of the drive surfaces to the respective circumstances adapt, especially during the Operation of the rotor.

Eine Weiterbildung der vorgenannten Ausführungsform sieht Stellmittel zur Veränderung der Winkelstellung der Antriebsflächen vor.A training of the aforementioned embodiment sees means of change the angular position of the drive surfaces.

Grundsätzlich können die Stellmittel so ausgebildet sein, daß sie die Winkelstellung der Antriebsflächen vor dem Anlaufen des Rotors einstellen, so daß die jeweilige Winkelstellung während des Betriebs des Rotors unverändert bleibt. Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung der vorgenannten Ausführungsform sieht vor, daß die Stellmittel die Winkelstellung der Antriebsflächen in Abhängigkeit von der Umlaufgeschwindigkeit des Rotors verändern. Bei dieser Ausführungsform wird die Winkelstellung der Antriebsflächen beispielsweise in Abhängigkeit von der Umlaufgeschwindigkeit des Rotors und damit in Abhängigkeit von der jeweils herrschenden Windgeschwindigkeit verändert. Auf diese Weise ist eine optimale Anpassung der Winkelstellung der Antriebsflächen während des Betriebs des Rotors ermöglicht, so daß der Wirkungsgrad wesentlich erhöht ist.In principle, the adjusting means can be designed such that they set the angular position of the drive surfaces before the rotor starts, so that the respective angular position remains unchanged during the operation of the rotor. A particularly advantageous development of the aforementioned embodiment provides that the adjusting means change the angular position of the drive surfaces as a function of the rotational speed of the rotor. In this embodiment, the angular position of the drive surfaces is determined, for example, as a function of the rotational speed of the rotor and thus as a function of the respective one changing wind speed. In this way, an optimal adjustment of the angular position of the drive surfaces during the operation of the rotor is made possible, so that the efficiency is significantly increased.

Eine andere außerordentlich vorteilhafte Weiterbildung der Ausführungsform mit den Stellmitteln sieht vor, daß die Stellmittel die Winkelstellung der Antriebsflächen und/oder der Windrichtung in Abhängigkeit von der Umlaufposition der Antriebsflächen verändern. Vorteilhafterweise verändern die Stellmittel bei der vorgenannten Ausführungsform die Winkelstellung der Antriebsflächen derart, daß in jeder Umlaufposition der Antriebsflächen jeweils eine vorgegebene Winkelstellung erreicht ist. Bei dieser Ausführungsform kann die Winkelstellung beispielsweise so gewählt werden, daß jede Antriebsfläche in jeder Umlaufposition je nachdem, ob sich die Antriebsfläche gerade "vor dem Wind" oder "am Wind" befindet, die zur Erreichung eines günstigen Wir kungsgrades erforderliche günstige Winkelstellung einnimmt. In Analogie zu einem Antrieb eines Segelbootes oder eines Eisseglers kann die Winkelstellung der Antriebsflächen beispielsweise so verändert werden, daß die jeweilige Antriebsfläche in der optimalen Weise "dichtgeholt" wird. Auf diese Weise ist der Wirkungsgrad noch weiter verbessert.Another extremely advantageous training the embodiment with the adjusting means provides that the adjusting means the angular position of the drive surfaces and / or the wind direction depending change from the rotating position of the drive surfaces. The adjusting means advantageously change in the aforementioned embodiment the angular position of the drive surfaces such that in each Circulation position of the drive surfaces a predetermined angular position is reached in each case. In this embodiment For example, the angular position can be chosen so that each drive surface in each Circulation position depending on whether the drive surface is currently "in front of the wind" or "in the wind", the for Achievement of a favorable Efficiency required cheap Occupies the angular position. In analogy to the drive of a sailboat or an ice glider, for example, the angular position of the drive surfaces so changed be that the respective drive surface is "sealed" in the optimal way. To this The efficiency is further improved in this way.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der vorgenannten Ausführungsform sieht vor, daß die Stellmittel die in jeder Umlaufposition jeweils vorgegebene Winkelstellung in Abhängigkeit von der Umlaufgeschwindigkeit des Rotors verändern. Bei dieser Ausführungsform wird die Winkelstellung der Antriebsflächen nicht nur an die jeweilige Umlaufposition, sondern auch an die Windgeschwindigkeit und damit die Umlaufgeschwindigkeit des Rotors angepaßt. Auf diese Weise ist der Wirkungsgrad noch weiter erhöht.An advantageous development of aforementioned embodiment stipulates that the Adjustment means the angular position specified in each rotation position dependent on change from the rotational speed of the rotor. In this embodiment is the angular position of the drive surfaces not only to the respective Circulation position, but also to the wind speed and thus adjusted the rotational speed of the rotor. In this way it is Efficiency increased even further.

Eine andere vorteilhafte Weiterbildung der Ausführungsform mit den Stellmitteln sieht vor, daß die Stellmittel derart ausgebildet sind, daß sie einem durch die Windkraft auf die jeweilige Antriebsfläche um die zweite Drehachse ausgeübten Drehmoment entgegenwirken. Bei dieser Ausführungsform stehen bei entsprechender Auslegung der Stellmittel ein durch die Windkraft auf die Antriebsfläche ausgeübtes Drehmoment und ein diesem Drehmoment entgegenwirkendes, durch die Stellmittel ausgeübtes Drehmoment im Gleichgewicht, so daß verhindert ist, daß das durch die Windkraft ausgeübte Drehmoment zu einer unerwünschten Winkelstellung der Antriebsflächen führt.Another advantageous training the embodiment with the adjusting means provides that the adjusting means are designed in this way are that they one by the wind power on the respective drive surface around the second axis of rotation Counteract torque. In this embodiment, the corresponding Design of the adjusting means a torque exerted by the wind force on the drive surface and a counteracting this torque by the adjusting means applied torque in balance so that prevented is that exercised by wind power Torque to an undesirable Angular position of the drive surfaces leads.

Entsprechend den jeweiligen Anforderungen können die Stellmittel als mechanische Stellmittel oder elektromechanische Stellmittel ausgebildet sein. Ein besonderer Vorteil der Ausführungsform mit den mechani schen Stellmitteln besteht darin, daß aufwendige elektrische oder elektronische Steuerungen nicht erforderlich sind und sich somit ein einfacher und kostengünstiger sowie robuster Aufbau ergibt.According to the respective requirements, the Actuators as mechanical actuators or electromechanical Adjustment means can be formed. A particular advantage of the embodiment with the mechanical rule's means is that complex electrical or electronic controls are not required and thus a simple, inexpensive and robust construction results.

Eine außerordentlich vorteilhafte Weiterbildung der Ausführungsform mit den mechanischen Stellmitteln sieht vor, daß die Stellmittel der Antriebsflächen jeweils ein mit der Antriebsfläche verbundenes und exzentrisch zu der zweiten Drehachse an der Antriebsfläche angreifendes Gewicht aufweisen, das unter der Wirkung der Fliehkraft ein Drehmoment auf die Antriebsfläche ausübt, das dem durch die Windkraft auf die Antriebsfäche ausgeübten Drehmoment entgegenwirkt. Diese Ausführungsform ist besonders einfach im Aufbau und damit besonders kostengünstig herstellbar.An extremely beneficial one Development of the embodiment with the mechanical adjusting means that the adjusting means of the drive surfaces each one with the drive surface connected and acting eccentrically to the second axis of rotation on the drive surface Have weight that has a torque under the action of centrifugal force the drive surface exerts which counteracts the torque exerted by the wind power on the drive surface. This embodiment is particularly simple in construction and thus particularly economical to manufacture.

Bei der vorgenannten Ausführungsform ist das Gewicht zweckmäßigerweise über einen Hebel mit der Antriebsfläche verbunden. Bei dieser Ausführungsform ist durch entsprechende Bemessung der Länge des Hebelarmes des Hebels das Drehmoment, das das Gewicht auf die Antriebsfläche ausübt, in weiten Grenzen wählbar.In the aforementioned embodiment the weight is expediently above one Lever with the drive surface connected. In this embodiment is by appropriate dimensioning of the length of the lever arm of the lever the torque that the weight exerts on the drive surface in a wide range Limits selectable.

Grundsätzlich kann das Gewicht drehfest mit der jeweiligen Antriebsfläche verbunden sein. Eine vorteilhafte Weiterbildung sieht vor, daß das Gewicht um eine dritte Drehachse drehbar an der Antriebsfläche gelagert ist. Bei dieser Ausführungsform sind die Möglichkeiten der Auslegung des Rotors erweitert.Basically, the weight can rotate with the respective drive surface be connected. An advantageous development provides that the weight around a third axis of rotation is rotatably mounted on the drive surface. At this embodiment are the possibilities the design of the rotor expanded.

Um eine Zwangsbewegung des Gewichtes relativ zu der Antriebsfläche bei einer Änderung der Winkelstellung der Antriebsfläche zu erreichen, ist es zweckmäßig, daß die Stellmittel Verdrehmittel aufweisen, die bei Verdrehung der Antriebsfläche um die zweite Drehachse um einen vorgegebenen Winkel relativ zu dem Grundkörper das Gewicht um einen vorgegebenen Winkel um die dritte Drehachse relativ zu der Antriebsfläche verdrehen.Relative to a forced movement of the weight to the drive surface in the event of a change to achieve the angular position of the drive surface, it is appropriate that the adjusting means Have twisting means that when the drive surface is rotated by the second The axis of rotation by a predetermined angle relative to the base body Weight relative to a predetermined angle about the third axis of rotation the drive surface twist.

Eine Weiterbildung der vorgenannten Ausführungsform sieht vor, daß die Verdrehmittel ein Zahnradgetriebe aufweisen, das ein Eingangszahnrad aufweist, das koaxial auf einer die zweite Drehachse bildenden Welle drehfest angeordnet ist, und das ein Ausgangszahnrad aufweist, das koaxial zu der dritten Drehachse drehfest mit dem Gewicht verbunden ist. Bei dieser Ausführungsform arbeiten die Verdrehmittel mit einer Getriebeübersetzung, so daß die Antriebsfläche zum Verschwenken des Gewichtes nur geringe Kräfte auszuüben braucht bzw. sich bei einer vorgegebenen Änderung der Winkelstellung der Antriebsfläche um die zweite Drehachse ein größerer Verdrehwinkel des Gewichtes um die dritte Drehachse erzielen läßt.A training of the aforementioned embodiment stipulates that the Rotating means have a gear transmission that an input gear has, the coaxial on a shaft forming the second axis of rotation is rotatably arranged, and which has an output gear, the coaxially connected to the third axis of rotation with the weight is. In this embodiment the rotating means work with a gear ratio, so that the drive surface for Swiveling the weight only needs to exert small forces or at one given change the angular position of the drive surface about the second axis of rotation a larger twist angle of the weight around the third axis of rotation.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Ausführungsform mit dem um die dritte Drehachse drehbar an der Antriebsfläche gelagerten Gewicht und dem Hebel sieht vor, daß der Hebel entfernt von seinen Enden einen die dritte Drehachse bildenden Bolzen aufweist, mit dem der Hebel 34 drehbar an der Antriebsfläche gelagert ist und daß das dem Gewicht 32 abgewandte Ende des Hebels 34 drehbar auf einer die zweite Drehachse bildenden Welle gelagert ist. Diese Ausführungsform ist besonders einfach und damit kostengünstig herstellbar.An advantageous development of the embodiment with the weight mounted rotatably about the third axis of rotation on the drive surface and the lever provides that the lever has a bolt which forms the third axis of rotation and with which the lever is remote from its ends 34 is rotatably mounted on the drive surface and that the weight 32 opposite end of the lever 34 is rotatably mounted on a shaft forming the second axis of rotation. This embodiment is particularly simple and therefore inexpensive to manufacture.

Der Grundkörper des Rotors kann in vielfältiger Weise ausgebildet sein. Eine einfache und damit kostengünstig herstellbare sowie robuste Ausführungsform sieht vor, daß der Grundkörper sich von der ersten Drehachse vorzugsweise radial nach außen erstreckende Arme aufweist, an denen die Antriebsflächen angeordnet sind.The basic body of the rotor can be used in many different ways be trained. A simple and therefore inexpensive to manufacture as well as robust embodiment stipulates that the body extending radially outward from the first axis of rotation Has arms on which the drive surfaces are arranged.

Grundsätzlich ist es ausreichend, wenn der Rotor mehrere auf einer Umfangslinie angeordnete und zueinander beabstandete Antriebsflächen aufweist. Eine Weiterbildung sieht vor, daß wenigstens zwei Antriebsflächen in Radialrichtung zueinander versetzt angeordnet sind, vorzugsweise auf einer Radiallinie. Bei dieser Ausführungsform kann die Anzahl der Antriebsflächen erhöht werden, ohne daß der Durchmesser des Rotors vergrößert werden muß.Basically, it is sufficient if the rotor several on a circumferential line and to each other spaced drive surfaces having. A further development provides that at least two drive surfaces in Radially offset from one another, preferably on a radial line. In this embodiment, the number of drive surfaces elevated be without the diameter of the rotor can be enlarged got to.

Bei der vorgenannten Ausführungsform können die in Radialrichtung zueinander beabstandeten Antriebsflächen an unterschiedlichen Armen angeordnet sein. Zur Vereinfachung des Aufbaus ist es jedoch zweckmäßig, daß wenigstens zwei Antriebsflächen an demselben Arm angeordnet sind.In the aforementioned embodiment can the drive surfaces spaced apart in the radial direction be arranged different arms. To simplify the construction however, it is useful that at least two drive surfaces are arranged on the same arm.

Zweckmäßigerweise sind in Umfangsrichtung des Grundkörpers zueinander beabstandete Antriebsflächen im wesentlichen mit dem gleichen Abstand in Umfangsrichtung zueinander angeordnet.Are expedient in the circumferential direction of the basic body mutually spaced drive surfaces substantially with the the same distance in the circumferential direction to each other.

Eine andere Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lehre sieht vor, daß die Drehachse des Grundkörpers durch eine Welle einer Elektromaschine gebildet ist oder mit der Welle der Elektromaschine in Drehantriebsverbindung steht. Die Elektromaschine wirkt bei Betrieb des Rotors als Generator zur Erzeugung von elektrischer Energie.Another development of the teaching according to the invention stipulates that the Axis of rotation of the base body is formed by a shaft of an electric machine or with the The shaft of the electric machine is connected to the rotary drive. The electric machine acts when the rotor is operating as a generator for generating electrical Energy.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der vorgenannten Ausführungsform sieht vor, daß die Elektromaschine zwischen einem Generatorbetrieb und einem Motorbetrieb umschaltbar ist. Falls erforderlich, kann im Motorbetrieb ein Anlauf des Rotors durchgeführt werden. Sobald der Rotor durch die Windkraft angetrieben ist, geht die Elektromaschine vom Motorbetrieb in den Generatorbetrieb über.An advantageous development of aforementioned embodiment stipulates that the Electric machine between generator operation and motor operation is switchable. If necessary, a start can be made in motor operation of the rotor become. As soon as the rotor is driven by the wind power goes the electric machine from motor operation to generator operation.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der beige fügten Zeichnung näher erläutert, in der Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemäßen Rotors dargestellt sind.The invention is described below the beige added Drawing closer explains in the embodiments of a rotor according to the invention are.

Es zeigt:It shows:

1 eine stark schematisierte Ansicht von oben auf ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Rotors, 1 3 shows a highly schematic view from above of a first exemplary embodiment of a rotor according to the invention,

2 eine Seitenansicht des Rotors gemäß 1, 2 a side view of the rotor 1 .

3 in stark schematisierter Darstellung eine Ansicht von oben auf eine Antriebsfläche des Rotors gemäß 1, 3 in a highly schematic representation, a view from above of a drive surface of the rotor 1 .

4 in gleicher Darstellung wie 3 ein zweites Ausführungsbeispiel einer Antriebsfläche, 4 in the same representation as 3 a second embodiment of a drive surface,

5 in gleicher Darstellung wie 1 ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Rotors und 5 in the same representation as 1 a second embodiment of a rotor according to the invention and

6 eine Seitenansicht des Rotors gemäß 5. 6 a side view of the rotor 5 ,

In den Figuren der Zeichnung sind gleiche bzw. sich entsprechende Bauteile mit den gleichen Bezugszeichen versehen.In the figures of the drawing are same or corresponding components with the same reference numerals Mistake.

In 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Rotors 2 einer Windkraftanlage dargestellt, der einen um eine erste Drehachse 4 drehbar gelagerten und mittels Windkraft drehantreibbaren Grundkörper 6 aufweist. Der Grundkörper 6 weist eine Nabe 8 auf, von der sich in Radialrichtung der Drehachse 4 nach außen Arme 10, 12, 14 zu einem zu der ersten Drehachse 4 koaxialen äußeren Ring 16 erstrecken.In 1 is a first embodiment of a rotor according to the invention 2 a wind turbine shown, one about a first axis of rotation 4 rotatable base body that can be driven by wind power 6 having. The basic body 6 has a hub 8th on, in the radial direction of the axis of rotation 4 arms outward 10 . 12 . 14 to one to the first axis of rotation 4 coaxial outer ring 16 extend.

An den Enden der Arme 10, 12, 14 ist jeweils eine Antriebsfläche 18, 20, 22 angeordnet, so daß die An triebsflächen 18, 20, 22 in einer in 1 durch einen Pfeil 24 symbolisierten Umlaufrichtung des Grundkörpers 6 zueinander beabstandet sind.At the ends of the arms 10 . 12 . 14 is a drive surface 18 . 20 . 22 arranged so that the drive surfaces 18 . 20 . 22 in one in 1 by an arrow 24 symbolized direction of rotation of the base body 6 are spaced from each other.

Nachfolgend wird der Aufbau der Antriebsfläche 18 näher erläutert. Die Antriebsflächen 20, 22 sind in entsprechender Weise aufgebaut, und ihre Bauteile sind mit Bezugszeichen versehen, die den Bezugszeichen der Bauteile der Antriebsfläche 18 entsprechen. Die Antriebsfläche 18 ist nach Art eines Starrsegels ausgebildet, wie es beispielsweise von Eisseglern bekannt ist, und weist entlangt ihrer gesamten Längsausdehnung den gleichen Querschnitt auf, der als druckpunktfestes Profil ausgebildet ist. An den in Längsrichtung liegenden Enden weist die Antriebsfläche 18 scheibenförmige Abschlußelemente 26, 28 auf, die bei Betrieb des Rotors 2 einen Druckausgleich zwischen der Luvseite und der Leeseite der Antriebsfläche 18 verhindern. Die Antriebsfläche 18 ist um eine zu der ersten Drehachse 4 im wesentlichen parallele zweite Drehachse 30 drehbar an dem Grundkörper 6 gelagert, wobei der Drehpunkt in Längsrichtung der Antriebsfläche 18 gesehen außermittig im Bereich eines der Enden der Antriebsfläche 18 angeordnet ist..Below is the structure of the drive surface 18 explained in more detail. The drive surfaces 20 . 22 are constructed in a corresponding manner, and their components are provided with reference numerals, the reference numerals of the components of the drive surface 18 correspond. The drive surface 18 is designed in the manner of a rigid sail, as is known, for example, from ice sailors, and has the same cross section along its entire longitudinal extent, which is designed as a pressure point-fixed profile. The drive surface points at the ends lying in the longitudinal direction 18 disc-shaped end elements 26 . 28 on when the rotor is operating 2 a pressure equalization between the windward side and the leeward side of the drive surface 18 prevent. The drive surface 18 is about a second axis of rotation substantially parallel to the first axis of rotation 4 30 rotatable on the base body 6 stored, the fulcrum in the longitudinal direction of the drive surface 18 seen off-center in the area of one of the ends of the drive surface 18 is arranged ..

Der Antriebsfläche 18 sind erfindungsgemäß Stellmittel zur Veränderung der Winkelstellung der Antriebsfläche 18 zugeordnet, die bei diesem Ausführungsbeispiel die Winkelstellung der Antriebsfläche 18 um die zweite Drehachse 30 in weiter unten anhand von 3 näher erläuterter Weise in Abhängigkeit von der Umlaufgeschwindigkeit des Rotors 2 und der jeweiligen Umlaufposition der Antriebsfläche 18 zum Wind verändern. Bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel verändern die Stellmittel die Winkelstellung der Antriebsfläche 18 derart, daß in jeder Umlaufposition der An triebsfläche 18 jeweils im wesentlichen eine vorgegebene Winkelstellung erreicht ist, wobei die Stellmittel die in jeder Umlaufposition jeweils vorgegebene Winkelstellung der Antriebsfläche 18 in Abhängigkeit von der Umlaufgeschwindigkeit des Rotors 2 verändern.The drive surface 18 are adjusting means according to the invention for changing the angular position of the drive surface 18 assigned, the angular position of the drive surface 18 about the second axis of rotation in this embodiment 30 in below using 3 explained in more detail depending on the rotational speed of the rotor 2 and change the respective rotational position of the drive surface 18 to the wind. At the in 1 illustrated embodiment, the adjusting means change the angular position of the drive surface 18 such that in any circulating position of the drive surface 18 in each case essentially a predetermined angular position is reached, the adjusting means being the angular position of the drive surface which is predetermined in each circulating position 18 depending on the rotational speed of the rotor 2 change.

Die mechanischen Stellmittel weisen bei diesem Ausführungsbeispiel ein Gewicht 32 auf, das über einen Hebel 34 mit der Antriebsfläche 18 verbunden ist.The mechanical actuators have a weight in this embodiment 32 on that via a lever 34 with the drive surface 18 connected is.

Aus 2, die eine Seitenansicht des Rotors 2 gemäß 1 darstellt, ist ersichtlich, daß sich die Antriebsflächen 18, 20, 22 erfindungsgemäß im wesentlichen parallel zu der ersten Drehachse 4 erstrecken.Out 2 showing a side view of the rotor 2 according to 1 represents, it can be seen that the drive surfaces 18 . 20 . 22 According to the invention essentially parallel to the first axis of rotation 4 extend.

Aus 3, die eine Ansicht von oben auf die Antriebsfläche 18 zeigt, ist erkennbar, daß das Gewicht 32 über den Hebel 34 um eine zu der zweiten Drehachse 30 im wesentlichen parallele und zu dieser beabstandete dritte Drehachse 36 drehbar an der Antriebsfläche 18 gelagert ist. Mit dem dem Gewicht 32 abgewandten Ende des Hebels 34 ist drehfest ein erstes Zahnrad 38 verbunden, während mit einer die zweite Drehachse 30 bildenden, die Antriebsfläche 18 tragenden Welle drehfest ein zweites Zahnrad 40 drehfest verbunden ist. Das erste Zahnrad 31 steht mit dem zweiten Zahnrad 40 über ein drittes Zahnrad 42, das drehbar an der Antriebsfläche 18 gelagert ist, in Drehantriebsverbindung. Wird die Antriebsfläche 18 in 3 um die zweite Drehachse 28 in Richtung eines Pfeiles 44 verdreht, so bewirkt das durch die Zahnräder 38, 40, 42 gebildete Zahnradgetriebe, daß das Gewicht 32 in 3 ebenfalls im Uhrzeigersinn in Richtung eines Pfeiles 46 relativ zu der Antriebsfläche 18 um die dritte Drehachse 36 verdreht wird.Out 3 , which is a top view of the drive surface 18 shows, it can be seen that the weight 32 over the lever 34 about one to the second axis of rotation 30 substantially parallel and spaced from this third axis of rotation 36 rotatable on the drive surface 18 is stored. With the weight 32 opposite end of the lever 34 is a first gear 38 connected while with a the second axis of rotation 30 forming, the drive surface 18 supporting shaft rotatably a second gear 40 is rotatably connected. The first gear 31 stands with the second gear 40 via a third gear 42 that rotates on the drive surface 18 is stored in a rotary drive connection. Will the drive surface 18 in 3 around the second axis of rotation 28 in the direction of an arrow 44 twisted, so it causes by the gears 38 . 40 . 42 formed gearbox that weight 32 in 3 also clockwise in the direction of an arrow 46 relative to the drive surface 18 about the third axis of rotation 36 is twisted.

In der Zeichnung ist nicht erkennbar und deshalb wird hier erläutert, daß eine die erste Drehachse 4 bildende Abtriebswelle des Rotors 2 drehfest mit einer Welle einer Elektromaschine verbunden ist, die zwischen einem Motorbetrieb und einem Generatorbetrieb umschaltbar ist.In the drawing it is not recognizable and therefore it is explained here that the first axis of rotation 4 output shaft of the rotor 2 is rotatably connected to a shaft of an electric machine that can be switched between motor operation and generator operation.

Die Funktionsweise des erfindungsgemäßen Rotors 2 ist wie folgt:
Bei Betrieb wird der Rotor 2 durch eine Windströmung angeströmt, die in 1 durch einen Pfeil 46 symbolisiert ist. Nach einem Anlaufen des Rotors 2 dreht sich dieser in der Umlaufrichtung 24 um die erste Drehachse 4. Hierbei werden die Antriebsflächen 18, 20, 22 von der Windströmung angeströmt, die in unterschiedlichen Umlaufpositionen der Antriebsflächen 18, 20, 22 unterschiedliche Drehmomente um die den Antriebsflächen 18, 20, 22 jeweils zugeordnete zweite Drehachse ausübt. Die Antriebsfläche 18 ist in 1 in einer Umlaufposition dargestellt, in der ihre Längsrichtung mit der Windrichtung 46 zusammenfällt, so daß die Antriebsfläche 18 im Wind steht und somit die Windströmung kein Drehmoment auf die Antriebsfläche 18 ausübt. Das Gewicht 32 ist entsprechend der bei Drehung des Rotors 2 um die Drehachse 4 ausgeübten Fliehkraft in Radialrichtung ausgerichtet, wie dies in 1 dargestellt ist.The operation of the rotor according to the invention 2 is as follows:
In operation, the rotor 2 flowed against by a wind current flowing in 1 by an arrow 46 is symbolized. After starting the rotor 2 this turns in the direction of rotation 24 around the first axis of rotation 4 , Here the drive surfaces 18 . 20 . 22 flowed against by the wind flow, which in different rotational positions of the drive surfaces 18 . 20 . 22 different torques around the drive surfaces 18 . 20 . 22 exercises assigned second axis of rotation. The drive surface 18 is in 1 shown in a revolving position in which its longitudinal direction with the wind direction 46 coincides so that the drive surface 18 is in the wind and therefore the wind flow has no torque on the drive surface 18 exercises. The weight 32 is corresponding to that when the rotor 2 rotates about the axis of rotation 4 exerted centrifugal force aligned in the radial direction, as in 1 is shown.

Bei einer gegenüber der Darstellung in 1 weiteren Drehung des Rotos 2 um die Drehachse 4 übt die Windströmung ein Drehmoment um die zweite Drehachse 30 auf die Antriebsfläche 18 aus, so daß diese in 1 entgegen dem Uhrzeigersinn um die zweite Drehachse 30 verdreht wird.When compared to the representation in 1 further rotation of the red 2 around the axis of rotation 4 the wind flow exerts a torque about the second axis of rotation 30 on the drive surface 18 out so this in 1 counterclockwise around the second axis of rotation 30 is twisted.

Die Drehung der Antriebsfläche 18 in 1 entgegen dem Uhrzeigersinn wird über das durch die Zahnräder 38, 40, 42 gebildete Zahnradgetriebe auf das Gewicht 32 übertragen, das dementsprechend in 1 entgegen dem Uhrzeigersinn um die dritte Drehachse 36 re lativ zu der Antriebsfläche 18 verdreht wird.The rotation of the drive surface 18 in 1 counter clockwise is through that through the gears 38 . 40 . 42 formed gear box on the weight 32 transferred accordingly in 1 counterclockwise around the third axis of rotation 36 relative to the drive surface 18 is twisted.

Eine auf diese Weise erreichte Position ist in 1 für die Antriebsfläche 22 dargestellt. In dieser Position übt die Windströmung ein Drehmoment auf die Antriebsfläche 22 aus, das die Antriebsfläche 22 in 1 entgegen dem Uhrzeigersinn um die zweite Drehachse 30 zu verdrehen sucht, wie in 1 durch einen Pfeil 48 angedeutet. Der Hebel 34'' des Gewichtes 32'' der Antriebsfläche 22 verläuft zu der Radialrichtung der ersten Drehachse 4 unter einem spitzen Winkel, so daß das Gewicht 32'' aufgrund der Fliehkraft eine Position einzunehmen sucht, in der der Hebel 34'' in Radialrichtung der ersten Drehachse 4 verläuft. Aufgrund dessen übt der exzentrisch an der Antriebsfläche 22 angreifende Hebel 34'' ein Drehmoment auf die Antriebsfläche 22 aus, das die Antriebsfläche in 1 im Uhrzeigersinn um die zweite Drehachse 28 zu verdrehen sucht, wie in 1 durch einen Pfeil 50 angedeutet. Das durch das Gewicht 32'' auf die Antriebsfläche 22 um die zweite Drehachse 28'' ausgeübte Drehmoment wirkt somit dem durch die Windkraft auf die Antriebsfläche 22 um die zweite Drehachse 28'' wirkenden Drehmoment entgegen, wobei sich die Winkelstellung der Antriebsfläche 22 während des Umlaufes kontinuierlich ändert.A position reached in this way is in 1 for the drive surface 22 shown. In this position, the wind flow exerts a torque on the drive surface 22 from that the drive surface 22 in 1 counterclockwise around the second axis of rotation 30 tries to twist, as in 1 by an arrow 48 indicated. The lever 34 '' of weight 32 '' the drive surface 22 runs to the radial direction of the first axis of rotation 4 at an acute angle so that the weight 32 '' due to the centrifugal force tries to take a position in which the lever 34 '' in the radial direction of the first axis of rotation 4 runs. Because of this, he exercises eccentrically on the drive surface 22 attacking levers 34 '' a torque on the drive surface 22 from that the drive surface in 1 clockwise around the second axis of rotation 28 tries to twist, as in 1 by an arrow 50 indicated. Because of the weight 32 '' on the drive surface 22 around the second axis of rotation 28 '' The torque exerted thus acts on the drive surface 22 about the second axis of rotation due to the wind force 28 '' counteracting torque, the angular position of the drive surface 22 changes continuously during circulation.

Bei einer weiteren Drehung des Rotors 2 nimmt die jeweilige Antriebsfläche 18, 20, 22 eine Position ein, wie sie in 1 für die Antriebsfläche 20 dargestellt ist. Wie aus einem Vergleich der in 1 für die Antriebsfläche 22 und die Antriebsfläche 20 dargestellten Umlaufpositionen ersichtlich ist, dreht sich die Antriebsfläche zwischen diesen Umlaufpositionen in 1 im Uhrzeigersinn um die zweite Drehachse 30, wobei das der jeweiligen Antriebsfläche zugeordnete Gewicht eben falls im Uhrzeigersinn verdreht wird. In der in 1 für die Antriebsfläche 20 dargestellten Umlaufposition übt die Windkraft ein Drehmoment auf die Antriebsfläche 20 aus, das die Antriebsfläche 20 in 1 im Uhrzeigersinn zu verdrehen sucht. Diesem Drehmoment wirkt ein Drehmoment entgegen, das das Gewicht 32' um die zweite Drehachse 30' auf die Antriebsfläche 20 ausübt, da das Gewicht 32' aufgrund der wirkenden Fliehkraft eine Position einzunehmen sucht, in der der Hebel 34 in Radialrichtung der ersten Drehachse 4 verläuft.When the rotor rotates again 2 takes the respective drive surface 18 . 20 . 22 a position as in 1 for the drive surface 20 is shown. As from a comparison of the in 1 for the drive surface 22 and the drive surface 20 revolving positions shown, the drive surface between these revolving positions rotates in 1 clockwise around the second axis of rotation 30 , whereby the weight assigned to the respective drive surface is also rotated clockwise. In the in 1 for the drive surface 20 shown circulation position, the wind force exerts a torque on the drive surface 20 from that the drive surface 20 in 1 tries to twist clockwise. This torque is counteracted by a torque, the weight 32 ' around the second axis of rotation 30 ' on the drive surface 20 exercises as the weight 32 ' due to the centrifugal force it tries to take a position in which the lever 34 in the radial direction of the first axis of rotation 4 runs.

Wie aus 1 ersichtlich ist, bewegen sich die Antriebsflächen 18, 20, 22 während ihres Umlaufes in Analogie zu einem Segel eines Eisseglers stets hoch am Wind. In Analogie zu einem Segelboot oder Eissegler, bei dem das Segel mittels einer Schot dichtgeholt wird, dienen die Gewichte 32, 32', 32'' dazu, die Antriebsflächen 18, 20, 22 "dichtzuholen". Bei zunehmender Windgeschwindigkeit und damit zunehmender Umlaufgeschwindigkeit des Rotors 2 steigen zwar die von der Winkraft auf die Antriebsflächen 18, 20, 22 ausgeübten Drehmomente. Gleichzeitig steigen jedoch aufgrund der mit steigender Umlaufgeschwindigkeit steigenden Fliehkraft auch die durch die Gewichte 32, 32', 32'' auf die Antriebsflächen 18, 20, 22 ausgeübten gegenwirkenden Drehmomente.How out 1 can be seen, the drive surfaces move 18 . 20 . 22 always high on the wind during its rotation in analogy to an ice sailer. The weights serve in analogy to a sailboat or ice sailer, in which the sail is pulled tight by means of a sheet 32 . 32 ' . 32 '' to the drive surfaces 18 . 20 . 22 " to get tight ". With increasing wind speed and thus increasing rotational speed of the rotor 2 the angular force increases on the drive surfaces 18 . 20 . 22 applied torques. Equal however, due to the increasing centrifugal force as the speed of rotation increases, so do the weights 32 . 32 ' . 32 '' on the drive surfaces 18 . 20 . 22 exerted counteracting torques.

In 4 ist ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Antriebsfläche 18 dargestellt, das sich von dem Ausführungsbeispiel gemäß 3 vor allem hinsichtlich der Lagerung des Gewichtes 32 an der Antriebsfläche 18 unterscheidet. Bei diesem Ausführungsbeispiel weist der Hebel 34 entfernt von seinen Enden einen Bolzen 52 auf, der drehbar an dem Abschlußelement 28 gelagert ist und so die dritte Drehachse 36 bildet. An seinem dem Gewicht 32 abgewandten Ende weist der Hebel 34 ein ringförmiges Halteteil 56 auf, das drehbar und bei diesem Ausführungsbeispiel ohne radiales Spiel auf einer die zweite Drehachse 30 bildenden Welle gelagert ist. Falls entsprechend den jeweiligen Gegebenheiten erforderlich, kann das Halteteil 56 auch mit radialem Spiel auf der die zweite Drehachse 30 bildenden Welle angeordnet sein. Darüber hinaus kann der Hebel 34 auch in seiner Längsrichtung, also in Radialrichtung der zweiten Drehachse 30 verschiebbar gelagert sein.In 4 is a second embodiment of a drive surface according to the invention 18 shown, which is according to the embodiment 3 especially with regard to the storage of the weight 32 on the drive surface 18 different. In this embodiment, the lever 34 removes a bolt from its ends 52 on which is rotatable on the closure element 28 is stored and so the third axis of rotation 36 forms. With its weight 32 the lever faces away end 34 an annular holding part 56 on, the rotatable and in this embodiment without radial play on the second axis of rotation 30 forming shaft is mounted. If necessary according to the respective circumstances, the holding part 56 also with radial play on the second axis of rotation 30 forming shaft can be arranged. In addition, the lever 34 also in its longitudinal direction, ie in the radial direction of the second axis of rotation 30 be slidably mounted.

Wird die Antriebsfläche 18 in 4 im Uhrzeigersinn in Richtung eines Pfeiles 44 verdreht, so wird das Gewicht 32 in 4 in Richtung eines Pfeiles 46 um die dritte Drehachse 36 verdreht. In der verdrehten Position übt das Gewicht 32 unter der Wirkung der Fliehkraft ein Drehmoment auf die Antriebsfläche 18 aus, das dem durch die Windkraft auf die Antriebsfläche 18 ausgeübten Drehmoment entgegenwirkt, wie dies für das Ausführungsbeispiel gemäß 3 ausführlich beschrieben worden ist.Will the drive surface 18 in 4 clockwise in the direction of an arrow 44 twisted, so the weight 32 in 4 in the direction of an arrow 46 about the third axis of rotation 36 twisted. In the twisted position, the weight exercises 32 a torque on the drive surface under the effect of centrifugal force 18 from that to the drive surface by the wind power 18 exerted torque counteracts, as for the embodiment according to 3 has been described in detail.

Bei den Ausführungsbeispielen gemäß 3 und 4 wird somit über das Verschwenken des Gewichtes 32 jeweils die gleiche Wirkung erzielt. Ein Vorteil des Ausführungsbeispieles gemäß 3 besteht darin, daß durch das durch die Zahnräder 38, 40, 42 gebildete Zahnradgetriebe eine Übersetzung erzielt ist, die bei entsprechender Auslegung des Zahnradgetriebes dazu führt, daß im Vergleich zu dem Ausführungsbeispiel gemäß 4 eine gleiche Änderung der Winkelstellung der Antriebsfläche 18 einen größeren Schwenkwinkel des Gewichtes 32 zur Folge hat. Darüber hinaus ist bei entsprechender Auslegung des Zahnradgetriebes die zum Verschwenken des Gewichtes 32 um die dritte Drehachse 36 erforderliche Kraft gegenüber einer Ausführungsform ohne Getriebe verringert. Demgegenüber besteht ein Vorteil des Ausführungsbeispieles gemäß 4 darin, daß es aufgrund des Fehlens des Zahnradgetriebes vereinfacht und damit kostengünstiger herstellbar ist. Anstatt des Zahnradgetriebes können entsprechend den jeweiligen Anforderungen auch andere Übersetzungsmittel verwendet werden.In the embodiments according to 3 and 4 is thus about the pivoting of the weight 32 each achieved the same effect. An advantage of the embodiment according to 3 is that through that through the gears 38 . 40 . 42 Gear train formed a translation is achieved which, with a corresponding design of the gear train, leads to the fact that in comparison to the embodiment according to 4 an equal change in the angular position of the drive surface 18 a larger swivel angle of the weight 32 has the consequence. In addition, with a corresponding design of the gear transmission, the one for pivoting the weight 32 around the third axis of rotation 36 required force compared to an embodiment without gear reduced. In contrast, there is an advantage of the embodiment according to 4 in that it is simplified due to the lack of the gear transmission and is therefore less expensive to manufacture. Instead of the gear transmission, other transmission means can also be used according to the respective requirements.

In 5 ist ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Rotors dargestellt, das sich von dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 dadurch unterscheidet, daß zusätzlich zu den Antriebsflächen 18, 20, 22 weitere Antriebsflächen 58, 60, 62 vorgesehen sind, wobei die Antriebsfläche 18 mit der Antriebsfläche 58, die Antriebsfläche 20 mit der Antriebsfläche 60 und die Antriebsfläche 22 mit der Antriebsfläche 62 jeweils auf einer Radiallinie angeordnet ist. Da auf diese Weise die Anzahl der Antriebsflächen verdoppelt ist, ist mit dem Ausführungsbeispiel gemäß 5 eine bessere Ausnutzung der Windenergie erzielt.In 5 A second exemplary embodiment of a rotor according to the invention is shown, which differs from the exemplary embodiment according to 1 differs in that in addition to the drive surfaces 18 . 20 . 22 further drive surfaces 58 . 60 . 62 are provided, the drive surface 18 with the drive surface 58 , the drive surface 20 with the drive surface 60 and the drive surface 22 with the drive surface 62 is arranged on a radial line. Since the number of drive surfaces is doubled in this way, the embodiment according to FIG 5 better exploitation of wind energy.

6 zeigt eine Seitenansicht des Ausführungsbeispieles gemäß 5 6 shows a side view of the embodiment according to 5

An Stelle der in den 3 und 4 dargestellten mechanischen Stellmittel können auch elektromechanische, insbesondere elektronisch gesteuerte Stellmittel vorgesehen sein, die die Winkelstellung der Antriebsflächen verändern.Instead of that in the 3 and 4 Mechanical actuating means shown can also be provided electromechanical, in particular electronically controlled actuating means that change the angular position of the drive surfaces.

Da bei dem erfindungsgemäßen Rotor die Antriebsflächen parallel zu der ersten Drehachse verlaufen, sind die Strömungsverhältnisse und die Umlaufgeschwindigkeit um die erste Drehachse entlang der gesamten Längsausdehnung der Antriebsflächen gleich, so daß Kavitationseffekte vermieden sind.Since in the rotor according to the invention the drive surfaces The flow conditions are parallel to the first axis of rotation and the rotational speed around the first axis of rotation along the total longitudinal extent equal to the drive surfaces, so that cavitation effects are avoided.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Rotors besteht darin, daß die Antriebsflächen über ihre ge samte Längsausdehnung den gleichen Querschnitt haben können, der im Hinblick auf eine ideale Umlaufgeschwindigkeit optimiert werden kann. Die Auslegung des erfindungsgemäßen Rotors ist damit wesentlich vereinfacht. Die Antriebsflächen können eine gedrungenere Form aufweisen als die Antriebsflächen herkömmlicher Rotoren, was zu einer besseren Ausnutzung des auf sie wirkenden-Windstromquerschnittes führt.Another advantage of the rotor according to the invention is that the Drive surfaces over their total length can have the same cross-section, which optimizes with regard to an ideal circulation speed can be. The design of the rotor according to the invention is therefore essential simplified. The drive surfaces can one have a more compact shape than the drive surfaces of conventional rotors, resulting in a leads to better utilization of the wind power cross-section acting on them.

Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Lehre besteht darin, daß die Bauhöhe des erfindungsgemäßen Rotors gegenüber herkömmlichen Rotoren wesentlich geringer ist.A particular advantage of the teaching according to the invention is that the height of the rotor according to the invention across from conventional rotors is much lower.

Der erfindungsgemäße Rotor ist vielfältig einsetzbar. Beispielsweise kann er in einer Windkraftanlage an Land oder auf dem Wasser benützt werden. Bei einer Verwendung auf dem Wasser kann der Rotor beispielsweise auf einem Katamaranrumpf montiert sein, da der erfindungsgemäße Rotor auch dann funktionsfähig ist, wenn die erste Drehachse geneigt oder sogar horizontal angeordnet ist.The rotor according to the invention can be used in a variety of ways. For example, in a wind turbine on land or on be used in the water. For example, when used on water, the rotor can be mounted on a catamaran hull since the rotor according to the invention functional even then is when the first axis of rotation is inclined or even arranged horizontally is.

Claims

Rotor of a wind power plant, with a base body rotatably mounted about a first axis of rotation and drivable by means of wind power, on which flat drive elements are arranged at a distance from each other in the direction of rotation of the base body, characterized in that the drive surfaces ( 18 . 20 . 22 ) essentially parallel to the first axis of rotation ( 4 ) extend.

Rotor according to claim 1, characterized in that the first axis of rotation ( 4 ) is arranged substantially vertically.

Rotor according to claim 1, characterized in that the drive surfaces ( 18 . 20 . 22 ) are each designed in the manner of a rigid sail.

Rotor according to claim 1, characterized in that the drive surfaces ( 18 . 20 . 22 ) each around one to the first axis of rotation ( 4 ) essentially parallel second axis of rotation ( 30 ) rotatable on the base body ( 6 ) are stored.

Rotor according to claim 4, characterized by adjusting means for changing the angular position of the drive surfaces ( 18 . 20 . 22 ).

Rotor according to claim 5, characterized in that the adjusting means the angular position of the drive surfaces ( 18 . 20 . 22 ) depending on the rotational speed of the rotor ( 2 ) change.

Rotor according to claim 5, characterized in that the adjusting means the angular position of the drive surfaces ( 18 . 20 . 22 ) depending on the circumferential position of the drive surfaces ( 18 . 20 . 22 ) and / or change the wind direction.

Rotor according to claim 6, characterized in that the adjusting means the angular position of the drive surfaces ( 18 . 20 . 22 ) change in such a way that the drive surfaces ( 18 . 20 . 22 ) a predetermined angular position is essentially reached in each case.

Rotor according to claim 8, characterized in that the adjusting means have the angular position which is predetermined in each rotating position as a function of the rotating speed of the rotor ( 2 ) change.

Rotor according to claim 5, characterized in that the adjusting means are designed in such a way that they are driven by the wind force onto the respective drive surface ( 18 . 20 . 22 ) applied torque around the second axis of rotation ( 30 ) counteract.

Rotor according to claim 5, characterized in that the adjusting means are designed as mechanical actuators.

Rotor according to claim 5, characterized in that the adjusting means are designed as electromechanical actuators.

Rotor according to claim 11, characterized in that the adjusting means of the drive surfaces ( 18 . 20 . 22 ) one with the drive surface ( 18 . 20 . 22 ) connected and eccentrically to their second axis of rotation acting on the drive surface of the weight, which under the effect of centrifugal force a torque on the drive surface ( 18 . 20 . 22 ) that is exerted by the wind power on the drive surface ( 18 . 20 . 22 ) counteracts the torque applied.

Rotor according to claim 13, characterized in that the weight ( 32 ) via a lever ( 34 ) with the drive surface ( 18 . 20 . 22 ) connected is.

Rotor according to claim 13, characterized in that the weight ( 32 ) around a third axis of rotation ( 36 ) rotatable on the drive surface ( 18 . 20 . 22 ) is stored.

Rotor according to claims 5 and 15, characterized in that the adjusting means comprise twisting means which, when the driving surface ( 18 . 20 . 22 ) around the second axis of rotation ( 30 ) by a predetermined angle relative to the base body ( 6 ) the weight ( 32 ) by a predetermined angle around the third axis of rotation ( 36 ) relative to the drive surface ( 18 . 20 ) twist.

Rotor according to claim 16, characterized in that the rotating means are a gear transmission ( 38 . 40 . 42 ) that have an input gear ( 42 ) which is coaxial with the second axis of rotation ( 30 ) forming shaft is rotatably connected and that an output gear ( 38 ) which is coaxial to the third axis of rotation ( 36 ) rotatable with the weight ( 32 ) connected is.

Rotor according to claim 15, characterized in that the third axis of rotation ( 36 ) by one away from the ends of the lever ( 34 ) on the same arranged bolt ( 52 ) and that the weight ( 32 ) opposite end of the lever ( 34 ) rotatable on a the second axis of rotation ( 30 ) forming shaft is mounted.

Rotor according to claim 1, characterized in that the base body ( 6 ) from the first axis of rotation ( 4 ) preferably arms extending radially outwards ( 10 . 12 . 14 ) on which the drive surfaces ( 18 . 20 . 22 ) are arranged.

Rotor according to claim 1, characterized in that at least two drive surfaces ( 18 . 58 ; 20 . 60 ; 22 . 62 ) are arranged offset to one another in the radial direction, preferably on a radial line.

Rotor according to claims 19 and 20, characterized in that at least two drive surfaces ( 18 . 58 ) on the same arm ( 10 ) are arranged.

Rotor according to claim 1, characterized in that in the circumferential direction of the base body ( 6 ) mutually spaced drive surfaces ( 18 . 20 . 22 ) are arranged at substantially the same distance from one another in the circumferential direction.

Rotor according to claim 1, characterized in that the first axis of rotation ( 4 ) is formed by a shaft of an electric machine or has a rotary drive connection with the shaft of the electric machine.

Rotor according to claim 23, characterized in that the Electric machine between generator operation and motor operation is switchable.

Wind power plant according to Claims 14 and 15, characterized in that it has at least one rotor ( 2 ) according to one of the preceding claims.