DE4401926A1 - Rotor für Windkraftanlage - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Rotor für eine Windkraftanlage mit vertikaler Achse.

Windkraftanlagen oder auch Windkonverter bezeichnet, die mit vertikaler Achse ausgerüstet sind, liefern einen Energiean­ teil, der aus der Differenz der Strömungswiderstände der dem Wind zugekehrten Bauteile zu denen dem Wind abgekehrten bzw. entgegen- und vorauseilenden Bauteilen resultiert.

Bekannteste Bauarten dieser Art sind Schalenkreuze oder Savoniusrotore.

Ein weiterer Konverter ist als Darrieusrotor, benannt nach dem Erfinder, bekannt geworden.

Hierbei handelt es sich um ein eiförmig gebogenes, strom­ linienförmig profiliertes Band, das um eine vertikale Achse rotiert.

Diese bekannten Windkonverte haben den Nachteil, daß sie nicht selbsttätig anlaufen und es ist weiterhin charakte­ ristisch, daß die durch den Konverter hindurchtretende Windströmung im wesentlichen ihre Richtung beibehält.

Die Abnahme der Strömungsgeschwindigkeit steht zu der teils genutzten, teils innerhalb des Windkonvertersystems verlorenen Energie in einem bestimmten Verhältnis. Dieser Erkenntnis Rechnung tragend wurde der US PS 4115 032 und 4543 042 ein Windkonverter vorgeschlagen, daß mindestens drei gekrümmte Blätter in rotationssymmetrischer Anordnung mit gleichen Abständen die vertikale Achse umgebend an diesen angeordnet sind, wobei die Blätter zu ihrem oberen und unteren Ende hin sich verjüngend ausgebildet und mit diesen Enden an der Achse befestigt sind, wobei die Blätter bogenförmig nach außen gewölbt sind und ihre Vorderkante gerade oder in einer Ebene liegend ausgebildet ist, wobei die Hinterkante jeden Blattes nach außen gerundet ausge­ bildet ist und wobei das untere Ende jeden Blattes von seiner Vorderkante zu seiner Hinterkante nach oben hin verdreht ist.

Hierbei ist die Blattzahl des Windkonverters vorzugsweise ungerade. Das obere und das untere Ende jeden Blattes sind so gegeneinander verdreht, daß die ebene Vorderkante des Blattes eine Neigung zur Vertikalen erhält.

Es wird weiterhin dargelegt, daß an den bogenförmig gebildeten hinteren Enden der Blätter kleinere Sekundär­ blätter mit gleicher Form an diesen befestigt sind, wobei die Vorderkante der Sekundarblätter näher zur Achse ange­ ordnet ist als die jeweils in gleicher Ebene liegende Hinterkante der Sekundärblätter.

Hierbei ist der Zwischenraum zwischen Hinterkante jeden Sekundärblattes und dem Blatt größer als der Zwischenraum zwischen der Vorderkante des Sekundärblattes und dem Blatt. Die Sekundärblätter sind dabei gelenkig an den Blättern befestigt.

Mit der DE-OS 37 19 926 ist ein Windmotor, mit einem mehrere Schaufeln umfassenden Windrad, dessen Welle mit dem Rotor eines Stromgenerators verbunden ist, bekannt geworden, der durch die Kombination folgender Merkmale charakterisiert ist:

• a) das Windrad und der Rotor des Generators sind koaxial zueinander angeordnet und laufen um eine vertikale Achse um,
• b) die aus im wesentlichen rechteckigen Blechabschnitten be­ stehenden Schaufeln sind jeweils mit einem Rand an einem gelochten Tragrohr festgelegt, erstrecken sich zwischen einer runden Deck- und einer runden Bodenplatte, mit der sie über zwei weitere Plattenränder verbunden sind, wei­ sen eine Krümmung um eine Achse auf, die sich parallel zur Tragrohrachse erstreckt, und bilden miteinander und mit der Deck- und Bodenplatte Kammern, die über Löcher des Tragrohrs mit dem Tragrohrinneren in Verbindung stehen,
• c) innerhalb des Tragrohrs ist ein Steuerschieber drehbar gelagert, der unabhängig von seiner jeweiligen Winkel­ stellung, jeweils etwa die auf einer Tragrohrseite be­ findliche Hälfte der Tragrohrlöcher abdeckt und
• d) mit dem Steuerschieber ist eine die Windrichtung feststellende starre Windfahne derart gekuppelt, daß der Steuerschieber gerade diejenigen Löcher abdeckt, über die die den Wind auffangenden, ihm mündungsseitig zugewandten Kammern des Windrades mit dem Tragrohr­ inneren verbindbar sind.

Mit den vorgeschlagenen Lösungen wird versucht, das Ver­ hältnis von genutzter und ungenutzter Windenergie positiv zu beeinflussen, was jedoch nur zum Teil erreicht wird und mit einem hohen technischen Aufwand und somit mit erhöhten Kosten verbunden ist.

Aufgabe der Erfindung ist es; einen Rotor für eine Wind­ kraftanlage zu entwickeln, der einen maximalen Wirkungsgrad besitzt, bei niedrigen Windgeschwindigkeiten und ohne zu­ sätzliche Antriebsmechanismen die Windkraftanlage in Bewegung setzt und den Fertigungs- und Wartungsaufwand senkt.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch einen Rotor nach den im Hauptanspruch herausgestellten Merkmalen gelöst. Besondere Ausgestaltungen der erfinderischen Lösung sind Gegenstand von Unteransprüchen.

Die erfinderische Lösung offenbart einen Rotor für eine Windkraftanlage in vertikaler Ausführung, der aus einem vorzugsweise runden Grundkörper besteht, an dem umfangs­ seitig und am Außenradius des Rotors axialbewegliche Schwenkflügel angeordnet sind.

Die Schwenkflügel bestehen aus rechteckigen Metalltafeln, die beidseitig abgewinkelt sind, und zwar in der Form, daß die äußeren Schwenkflügelränder nach vorn, der Wind­ seite zugekehrten Richtung und die inneren Schwenkflügel­ ränder nach hinten, der Windseite abgekehrten Richtung, weisen.

Dabei ist die Querschnittsform der Schwenkflügel annähernd z-förmig, wobei die inneren Schwenkflügelränder derge­ stalt abgewinkelt sind, daß sie ein geschlossenes Dreieck bilden, auf der Rückseite, dem Wind abgekehrten Seite, vorgesehen sind.

Die Drehachse der Schwenkflügel ist asymmetrisch, aber in der Wirkungslinie des Schwenkflügelschwerpunktes liegend, angeordnet, wobei zwei Drittel der Breite des jeweiligen Schwenkflügels nach außen weisen und ein Drittel der Breite zum Inneren und zur Achse des Rotors der Windkraftanlage gerichtet sind.

Die Massen der Schwenkflügel sind umgekehrt derart ver­ teilt, daß die größere Fläche ein Drittel und die kleinere Fläche zwei Drittel der Gesamtmasse besitzen.

Als Mindestanzahl sollten am Rotor zwei, vorzugsweise jedoch drei, Schwenkflügel angeordnet sein, damit auch mit geringen Windgeschwindigkeiten die Anlage funktions­ fähig ist und ein Anlauf ermöglicht wird. Der Rotorkörper selbst kann eine zylinderische Form oder eine andere Form mit rundem Umfang besitzen.

Der Rotorkörper ist oben mit einer Scheibe abgeschlossen. Die Scheibe überragt den Außenmantel soweit, daß die Schwenkflügel in Arbeitsstellung mit dem Außenradius der Scheibe abschließen.

Unten ist der Rotorkörper offen.

An dem unterem Rand ist ein Kreisring angebracht. Der Kreisring reicht von der Unterkante des Rotorkörpers bis zur Außenkante des Schwenkflügels in Arbeitsstellung. Dadurch entstehen an der Windaufnahmeseite Kammern.

Am Rotormantel sind Anschläge, die von der Deckscheibe oben bis zur Kreisscheibe unten reichen. Die Anschläge, Deckscheibe und der untere Kreisring sind fest mit dem Rotormantel verbunden und bilden den Rotorkörper. Die Anschläge müssen an der Anschlagsseite, in Drehrichtung gesehen, der Schwenkflügel mit einer Gummidichtung, auch aus anderen weichen Materialien möglich, versehen werden. Die Dichtung hat drei Funktionen zu erfüllen. Sie soll die Luftkammer im Beschleunigungsarbeitsgang abdichten, sie soll eine Lärmdämmung beim Aufklappen der Schwenkflügel in Arbeitsstellung unter Winddruck bewirken und durch die Form der Dichtung soll ein Anfrieren der Schwenkflügel an den Rotorkörper bei Eisregen verhindert werden.

Die Drehachsen der Schwenkflügel, die in der Kreis­ scheibe und in gleicher Entfernung vom Mittelpunkt des Rotorkörpers angebracht werden, befinden sich soweit vom Rotormantel entfernt, daß die Schwenkflügel in Arbeitsstellung am Anschlag die Windkammer vollständig schließen. Die Drehachsen der Schwenkflügel befinden sich 5 bis 10 Grad Winkelmaß vor ihren Anschlägen, in Dreh­ richtung zurückgesetzt. Die Anzahl der Schwenkflügel, die an den Rotorkörper angebracht werden können, ist von der Flügelgröße, vom Umfang des Rotorkörpers und von der gewünschten Drehgeschwindigkeit abhängig.

In Nichtarbeitsstellung können die Schwenkflügel sich berühren. Die Berührungsstellen müssen mit Gummi oder anderen Materialien überzogen werden.

Die Mindestzahl der Schwenkflügel an einem Rotorkörper sind zwei.

Ein gleichmäßiges Anlaufen wird mit drei Schwenk­ flügeln erreicht. Die optimale Anzahl der Schwenkflügel wird erreicht, wenn die Schwenkflügel in geschlossener Stellung mit ihrer Außenseite, Flügelspitze, den Dreh­ punkt des entgegen der Drehrichtung liegenden Nach­ barflügels gerade vollständig überdecken.

Mit dieser optimalen Bestückung wird die Arbeitsfläche der Schwenkflügel durch innen durchströmende Luft ver­ größert, und die Schwenkflügel werden früher durch den Winddruck in Arbeitsstellung gebracht.

Die Form und die Verteilung der Gewichte im und am Schwenkflügel sowie die Anbringung der Schwenkflügel am Rotorkörper lassen bei Drehung des Rotorkörpers eine beschränkte Ausnutzung der Massenfliehkraft zu.

Wie bereits beschrieben, befinden sich 2/3 der Gesamt­ masse des Schwenkflügels, von der Drehachse des Schwenk­ flügels aus gesehen, innen.

Mit zunehmender Drehgeschwindigkeit wird der innere Teil des Schwenkflügels nach außen gedrückt. Damit wird die Windaufnahmefläche reduziert. Damit befindet sich eine größere Masse weiter vom Drehpunkt entfernt als vorher. Die Massepotentiale des Drehmomentes wurde aufgeladen und wirkt bremsend auf die Rotationsgeschwindigkeit Mit abnehmender Drehgeschwindigkeit öffnen sich die Schwenkflügel unter dem Winddruck immer mehr. Der masse­ reichere Teil der Schwenkflügel wird nach innen, in Richtung der Rotorachse, gedrückt. Neben der wieder größeren Kraftaufnahme aus der Windenergie wirkt auch die Beschleunigung des Drehmomentes durch die Verla­ gerung von Masseteilen nach innen.

Die Ausnutzung der beschriebenen Wirkungen auf das Dreh­ moment wirkt nur unterstützend. Sie ist ein Neben­ effekt, der nicht zu unterschätzen ist.

Das Hauptprinzip der Regelung der Umdrehungsgeschwin­ digkeit ist die Ausnutzung der Fliehkraft zum Verringern und Vergrößern der Schwenkflügelflächen.

Hier wird dem Nachteil vieler Windenergieanlagen entgegen­ gewirkt, indem bei wechselnden Winden, in Richtung und Stärke, eine relativ gleichmäßige Umdrehungsgeschwin­ digkeit erreicht wird.

Die Erfindung soll mit nachfolgendem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.

Die dazugehörige Zeichnung zeigt in

Fig. 1 eine schematische Gesamtdarstellung einer Windkraftanlage,

Fig. 2 eine Rotordraufsicht mit ausgeschwenkten und anliegenden Schwenkflügeln,

Fig. 3 eine Seitenansicht nach Fig. 2,

Fig. 4 eine Ansicht eines Schwenkflügels,

Fig. 4′ eine Vorderansicht (Windaufnahmeseite) nach Fig. 4,

Fig. 4′′ eine Rückansicht nach Fig. 4,

Fig. 5 eine schematische Querschnittsdarstellung eines Schwenkflügels,

Fig. 6 die Lagerung der Schwenkflügel,

Fig. 7 eine schematische Teilansicht nach Fig. 6,

Fig. 8 eine Teilansicht nach Fig. 7.

Wie aus der Zeichnung ersichtlich, umfaßt die darge­ stellte Windkraftanlage gemäß Fig. 1 einen Rotor 1, der über seine Rotorkörperachse 2 und Rotorlagerung 3 auf der feststehenden Plattform 4 angeordnet und mit der Standachse 5 der Windkraftanlage verbunden ist.

Die Drehpunkte der Schwenkflügel 6 sind zwischen Außenkante des Rotorkörpers 1 und dem Außenradius der oberen Scheibe 10, sowie zwischen Rotorkörper 1 und dem unteren Kreissegment angeordnet.

Die Entfernung zwischen Rotor 1 und Scheibe 10 bzw. zwischen Rotor 1 und dem unteren Kreissegment 9 (jeweils die Außen­ durchmesser) verteilt sich zu der Entfernung vom Rotor­ körper 1 zum Achsenring der Schwenkflügel wie 3/3 zu 1/3.

Der Rotorkörper 1 ist als Stahlkonstruktion ausgeführt und besitzt eine zylindrische Form, kann aber auch eine andere Form aufweisen. Wesentlich ist, daß sein Umfang rund ausgebildet ist.

Am äußeren Umfang des Rotorkörpers 1 sind die Schwenk­ flügel 6, umfangsseitig gleichmäßig verteilt, schwenk­ bar angeordnet und in Arbeitsstellung nach außen ge­ schwenkt, während die nicht in Arbeitsstellung, also in Ruhestellung, befindlichen Schwenkflügel 6 einge­ schwenkt und am Rotorkörper 1 anliegen. Verdeutlicht wird dies in Fig. 2.

Gleichfalls aus Fig. 2 geht hervor, daß das Ausschwen­ ken der Schwenkflügel 6 durch am Rotorkörper 1 vorge­ sehene Anschläge 7 begrenzt wird. Die Anschläge 7 sind so angeordnet, daß sie einerseits dem Wind die optimale Angriffsfläche bieten, aber andererseits ein überschwenken der Schwenkflügel 6 verhindern, was gleichbedeutend ist mit der Begrenzung der Umfangs­ geschwindigkeit des Rotorkörpers 1 und somit der gesamten Anlage.

Im Betriebszustand können die Schwenkflügel 6 über einen festgelegten Flugkreis 8 nicht hinausschwenken.

Die Fig. 3 veranschaulicht die Stellung der Schwenk­ flügel 6 während des Betriebes der Windkraftanlage aus der Seitenansicht der Fig. 2.

Hier wird gleichfalls deutlich, daß die geöffneten Schwenkflügel 6 dem Wind ihre volle Wirkfläche zu­ wenden und den Rotorkörper 1 rechts herum drehen, somit die gesamte Windkraftanlage als Rechtsläufer symbolisieren.

Deutlich wird aus den Fig. 2 und 3 die zylin­ drische Form des Rotorkörpers 1 und auch die Anord­ nung des unteren Kreissegmentes 9 und der oberen Scheibe 10, in denen die Schwenkflügel 6 mittels ihrer Achse 11 gelagert sind.

Die Schwenkflügel 6 bestehen aus rechteckigen Blech­ tafeln, dargestellt in den Fig. 4 und 5, die beid­ seitig an ihren Längsseiten derart abgewinkelt sind, daß die dem Wind zugewendete Innenfläche 12 nach vorn und die dem Wind abgekehrte Fläche 13 nach außen, im weitesten Sinne dem jeweiligen Schwenkflügel 6 einen z-förmigen Querschnitt gebend, abgewinkelt sind. Die Fläche 13 ist dabei so abgewinkelt, daß sie ein ge­ schlossenes Dreieck 14 bildet.

Über die Drehachse 15 wird der Schwenkflügel 6 im Rotorkörper 1 über die obere Scheibe 10 und das untere Kreissegment 9 gelagert. - Fig. 6 -

Die Fig. 7 verdeutlicht in einer vergrößerten Teil­ ansicht zur Fig. 6 die genaue Lagerung des Schwenk­ flügels 6, die Anordnung des Anschlages 7 und die der Dichtung 16. Die Windkammer ist mit 17 bezeichnet.

Zur Wirkungsweise der Windkraftanlage:
Wie bereits oben schon teilweise beschrieben wurde, arbeitet die Windkraftanlage als Vertikalrotor mit wechselnder Flügelfläche. Die Flügelfläche verrin­ gert sich bzw. vergrößert sich stufenlos. Sie wird nicht durch eine Steuerautomatik (elektronisch oder mechanisch) beeinflußt. An der Achse des Rotorkör­ pers 1 werden nur Bremsen benötigt, um die Windkraft­ anlage für Wartungsarbeiten anzuhalten. Die Anordnung und die Wirkungsweise der Schwenkflügel 6 verhindern ein Überdrehen der Anlage.

An den Rotorkörper 1 kann, unter Beachtung der Einhal­ tung von Abständen, eine bestimmte Anzahl von Schwenk­ flügeln 6 angebracht werden. Jeder Schwenkflügel 6 ist über seine drehbare Achse 15 mit dem Rotorkörper 1 verbunden. Die Stellung jedes Schwenkflügels 6 ist von der Windrichtung und von der Rotationsgeschwindigkeit des Rotorkörpers 1 abhängig.

Sie unterliegt keiner anderen Steuerung.

Die Anlage hat damit einen nicht meßbaren geringen Verschleiß und kann deshalb als wartungsfrei bezeich­ net werden.

Wartungszyklen werden nur von der Standzeit des Gene­ rators zur Stromerzeugung und des Lagers an der Vertikal­ achse bestimmt.

Das hohe Eigengewicht der Anlage ist gewollt, es kann noch durch den Einbau von Batterien zur Stromspeicherung erhöht werden.

Die jeweils angebrachte mögliche Schwenkflügelfläche garantiert ein schnelles Anlaufen des Rotors. Zusätzliche Masseteile im drehbaren Teil der Windkraftanlage verzögern durch ein höheres Masseträgheitsmoment den Schnellstart.

Die dann vorhandene Bewegungsenergie aus dem Masseträgheitsmoment wirkt positiv auf die Beibehaltung der Umlaufgeschwindigkeit des Rotorkörpers 1, wenn die Energieabnehmer stufenweise zugeschaltet werden oder der Wind kurz abflaut.

Die Stromabnahme kann an der Innenseite des Rotor­ körpers 1 erfolgen. Die Drehgeschwindigkeitspotentiale hat hier den größten Wert. Eine drehzahlgesteuerte Zuschaltung verschiedener Stromerzeuger erhöht die er­ reichbare Energieausbeute.

Eine andere Möglichkeit ist die Anbringung der Strom­ erzeuger an der Achse des Rotorkörpers 1.

In den Rotorkörper 1 können bei Bedarf, neben der Strom­ erzeugungsanlage und deren Steuerung, auch Batterien untergebracht werden.

Die Stromerzeugungsanlage kann auch in der Hülse, an der Achse des Rotorkörpers 1, angebracht werden, wenn die Energieabnehmer an der Achse des Rotors plaziert werden.

Der Wind trifft auf die stehende Windkraftanlage, die als Links- oder Rechtsläufer aufgebaut werden kann und drückt den am weitesten links stehenden Schwenk­ flügel 6, bezogen auf die Windrichtung - Läufer in Uhrzeigerrichtung bzw. Rechtsläufer - auf. An der gegenüberliegenden Seite der Windkraftanlage - hier rechts bezogen auf die Windrichtung - werden alle Schwenkflügel 6 bis zum Anschlag 7 zugedrückt.

Durch dieses Auf- bzw. Zuklappen erhält der Windrotor links eine größere Fläche als rechts. Dieser Flächen­ überschuß an der linken Seite wird als Arbeitsfläche bezeichnet. Bei einer angenommenen Rotorkörperhöhe von einem Meter beträgt die Arbeitsfläche ca. 0,26 m². Mit dem geschlossenen Schwenkflügel 6 und den oben und unten überstehenden Scheiben 9; 10 ist eine nach außen offene Kammer entstanden. Diese Kammer wird Wind­ kammer 17 genannt. Durch die vom Winddruck aufgedrück­ ten Schwenkflügel 6 entsteht in der Anlaufzeit vor jedem Schwenkflügel 6 immer eine Windkammer 17. Es kann davon ausgegangen werden, daß bereits geringe Windgeschwin­ digkeiten die Windkraftanlage in Bewegung setzen. Bei stufenweiser Zuschaltung der Leistungsabnehmer beginnt der Rotor sich bei 1,5 Meter/Sekunde zu drehen. Eine Nutzung der stufenweisen Zuschaltung der Energie­ abnehmer ist günstig, aber nicht zwingend erforderlich.

Ab 30 Umdrehungen in einer Minute kann mit der ersten Stufe der Stromerzeugungsabnahme begonnen werden. Ab ca. 200 Umdrehungen/Minute beginnen die Fliehkraft­ gewichte von der Flügelinnenseite zu wirken. Der Wind­ druck kann die Windkammer nicht mehr vollständig schließen. Die Umdrehungszahl des Windrotors pendelt sich auf die durchschnittliche Windkraft ein. Steigt der Winddruck über dieses Maß hinaus, erhöht sich die Umdrehungszahl/Minute weiter. Stärkerer Winddruck kann die Arbeitsfläche wieder vergrößern, und die Um­ drehungszahl stellt sich auf die neue Windgeschwindig­ keit ein.

Bei sehr hohen Windgeschwindigkeiten verringert sich die Arbeitsfläche soweit, daß sie nicht mehr wirken kann. Durch die hohe Fliehkraft werden die Innenseiten 12 der Schwenkflügel 6 so weit nach außen gedrückt, daß die Schwenkflügel 6 mit ihrer Außenseite an den nach­ laufenden Schwenkflügel 6 angedrückt werden. Der Wind­ druck findet in dieser Stellung keine Angriffsfläche, um den Rotor 1 weiter zu beschleunigen. Dieser Zustand verändert sich erst bei nachlassenden Umdrehungszahl wieder. Der Rotor 1 nimmt damit auch bei sehr hohen Windgeschwindigkeiten nur so viel Kraft auf, wie zum Erhalt seiner höchstmöglichen Umdrehungszahl erfor­ derlich ist.

Andere Windkraftanlagen drehen sich aus dem Wind heraus oder sind so beschaffen, daß sie erst bei hohen Windgeschwindigkeiten arbeiten und sonst nicht. Ein weiteres Element der Beschleunigung tritt dann ein, wenn die Windkammern 17 nicht durch den Wind­ druck geschlossen werden können, weil die Fliehkraft­ wirkung der Gewichte an den Schwenkflügeln 6 nicht vollständig vom Winddruck überwunden werden kann.

Durch die offenen Spalten zwischen der inneren Flügel­ kante und dem Rotorkörper 1 strömt die Luft in die dahinterliegende Kammer. Die Auftriebskraft, die beim Durchströmen des Spaltes entsteht, kann durch diese Flügelstellung im geringen Umfang mitgenutzt werden.

Eine weitere positive Wirkung zur Erhöhung des Dreh­ momentes ist der angewinkelte Teil 13 des Schwenk­ flügels 6 an seiner Außenseite. Trifft der innen durchkommende Luftstrom auf den angewinkelten Teil 13 des dahinterliegenden Schwenkflügels 6, bewirkt er einen zusätzlichen Vortrieb des Rotors 1.

Die Kraftübertragung des Windes auf die Windkraft­ maschine erfolgt im wesentlichen über Windkammern 17 und über die Innenflächen 12 der dahinterliegenden Schwenkflügel 6 bei nicht geschlossener Windkammer 17 und im geringen Maße über das Auftriebsprinzip der Luftströmung durch den offenen Spalt auf den folgenden Schwenkflügel 6.

Als Unterstützung für einen möglichst gleichmäßigen Lauf der Anlage wirkt das Masseträgheitsmoment der drehbaren Teile des Rotorkörpers 1, die Fliehkräfte der innen liegenden Masseteile der Schwenkflügel 6, indem die Schwenkflügelfläche verringert oder ver­ größert wird, sowie bei der Verlagerung von Masse von der Drehachse des Rotors weg oder hin.

Der erfinderische Vorteil kommt auch darin zum Aus­ druck, daß diese Art der Windkraftanlage als Langsam­ läufer mit großen Außenmaßen und vielen Flügeln, die geringere Krümmung des Außenradius vergrößert die An­ zahl der geschlossenen Windkammern, daraus ergibt sich eine größere Arbeitsfläche, und als Schnelläufer mit kleinem Durchmesser und nur wenigen Schwenkflügeln und geschlossenen Windkammern mit geringerer Arbeits­ fläche gebaut und eingesetzt werden kann.

Die Antriebskräfte können bei Schnelläufern durch eine höhere Bauweise ausgeglichen werden. Die Grenze für die Höhe einer Windkraftanlage werden von der Qualität der eingesetzten Materialien und Größe und der Beschaffenheit des Lagers am unteren Teil der dre­ henden Vertikalachse bestimmt.

Schnelläufer können im Maximum auf 1000 Umdrehungen/ Minute gebracht werden.

Die Vorteile von erfindungsgemäß ausgerüsteten Wind­ kraftanlagen liegen in ihrer Robustheit, in ihrer kostengünstigeren Fertigung und Betreibung gegenüber herkömmlichen Anlagen und in ihrer variierbaren Aus­ führung, was das Verhältnis von Höhe zur Breite, Durchmesser, betrifft.

Der Einsatz in Wasserläufen ist gleichfalls möglich, wobei dann die untere Scheibe 9 geschlossen ausgeführt werden muß.

Claims (3)

1. Rotor für Windkraftanlage in vertikaler Ausführung mit um die Rotorachse angeordneten Flügeln, wobei die Welle des Rotors mit dem Rotor eines Stromerzeu­ gungsaggregates verbunden ist, gekennzeichnet dadurch, daß
der Rotorkörper (1) aus einem vorzugsweise runden Grundkörper besteht, dem umfangsseitig und im Außen­ radius (8) des Rotorkörpers (1), um ihre Drehachse (15) schwenkbar und in einem unteren Kreissegment (9) sowie einer oberen Scheibe (10) gelagert, Schwenkflügel (6) angeordnet sind,
die Schwenkflügel (6) eine rechteckige Form auf­ weisen, deren Längsseiten (18; 19) abgewinkelt sind, wobei die äußere Längsseite (18) nach vorn, dem Wind zugekehrt und die innere Längsseite (19) nach hinten, dem Wind abgekehrt und die Flächen (12; 13) bildend, abgewinkelt sind,
die Schwenkflügel (6) einen annähernd z-förmigen Querschnitt aufweisen und die Längsseiten (19) in der Form eines sich bildenden Dreieckes (14) abge­ winkelt sind,
dabei die Blätter der Schwenkflügel (6) zu ihrer Drehachse (15) derart positioniert sind, daß die Innenfläche (12) zwei Drittel und die äußere Fläche (13) ein Drittel der gesamten Schwenkflügel­ fläche aufweisen, während die Massenanteile zu den Flächenteilen (12; 13) im umgekehrten Verhältnis zur Gesamtmasse aufgeteilt sind.

2. Rotor nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß jedem Schwenkflügel (6) ein zwischen der oberen Scheibe (10) und dem unteren Kreissegment (9) vorge­ sehener Anschlag (7), den Ausschwenkbereich be­ grenzend, zugeordnet ist.

3. Rotor nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß durch die über den Außenradius des Rotor­ körpers (1) ragende obere Scheibe (10) sowie das untere Kreissegment (9), die Anschläge (7) und die einzelnen Schwenkflügel (6) jeweils nach außen offene Windkammern (17) gebildet sind.