DE60011056T2

DE60011056T2 - Rotor

Info

Publication number: DE60011056T2
Application number: DE60011056T
Authority: DE
Inventors: Rikard Pedersen
Original assignee: VIND OCH VATTENTURBINER LAHOLM; VIND-OCH VATTENTURBINER
Current assignee: VIND OCH VATTENTURBINER LAHOLM; VIND-OCH VATTENTURBINER
Priority date: 1999-03-10
Filing date: 2000-03-09
Publication date: 2005-07-28
Anticipated expiration: 2020-03-10
Also published as: CA2365346A1; SE515161C2; SE9900847D0; DE60011056D1; NO323140B1; ES2222191T3; NO20014373D0; AU761905B2; WO2000053923A1; NO20014373L; JP2002539363A; ATE267956T1; PL195663B1; CA2365346C; US6554573B1; CZ298097B6; NZ514023A; BR0008838A; ZA200107418B; AU3689200A

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft einen mehrblättrigen Rotor, der konstruiert ist, um zur Energiewandlung verwendet zu werden. Der Rotor könnte zum Beispiel verwendet werden, um Rotationsenergie aus einem Fluidfluss bzw. einer Fluidströmung zu extrahieren bzw. zu gewinnen oder umgekehrt, um eine Fluidströmung aus Rotationsenergie zu erzeugen.
Es ist insbesondere von Vorteil, den Rotor mit einem Generator zu verbinden und Energie aus Windkraft oder Wasserkraft zu gewinnen.
Technischer Hintergrund
Zahlreiche Rotoren der oben erwähnten Art sind bereits bekannt, zum Beispiel aus SE-A-9503657.
Insbesondere sind verschiedene Arten von Propellern bekannt, die mehrere Propellerblätter aufweisen, die an einer Welle angeordnet sind. Bei solchen Propellern bildet jedes Propellerblatt eine ausgedehnte Fläche, die sich im Wesentlichen radial von der Welle aus erstreckt und die in ihrer Längsrichtung gekrümmt ist.
Rotoren gemäß dem Stand der Technik leiden jedoch unter verschiedenen Nachteilen, wobei die schwersten Nachteile im Nachfolgenden erläutert werden.
Erstens ist die Effizienz von traditionellen Rotoren vergleichsweise gering. Im Falle von Windkraft sprechen Experten, im Sinne einer tatsächlichen Effizienz einer windausgesetzten Fläche von einem Quadratmeter, von weniger als 1 Watt pro m/s. Ein Propeller mit einer ausgedehnten Fläche von einem Quadratmeter (einem Radius von ungefähr 60 cm) könnte somit ungefähr 10 Watt gewinnen, wenn die Windkraft bis zu 10 m/s beträgt.
Zweitens werden merkliche axiale Kräfte erzeugt, wenn Rotoren gemäß dem Stand der Technik den Wirkungen eines strömenden Fluids ausgesetzt sind. Bei Windkraftstationen rechnen Experten, dass die Trägerstruktur dimensioniert sein muss, um dem Zweifachen der Kraft standzuhalten, die der Rotor in Energie wandeln kann.
Ein weiteres Problem, das bei Rotoren gemäß dem Stand der Technik auftaucht, ist, dass sie ein hochtöniges Geräusch erzeugen, das einige Individuen als unerfreulichen Lärm erfahren.
Aufgabe der Erfindung
Eine erste Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine effiziente Energieausbeute, wie zum Beispiel aus Windkraft, zu ermöglichen.
Eine zweite Aufgabe der Erfindung ist es, einen Rotor zu schaffen, der günstig und einfach herzustellen ist.
Eine dritte Aufgabe der Erfindung ist es, einen Rotor zu schaffen, der im Betrieb relativ wenig Lärm macht.
Zusammenfassung der Erfindung
Diese Aufgaben werden mittels eines Rotors der eingangs erwähnten Art gelöst, der die im Anspruch 1 definierten Eigenschaften besitzt.
Um die Strömung wunschgemäß abzulenken, weist der Rotor mehrere Blätter auf, von denen jedes aus einer einzigen gekrümmten Fläche besteht, deren führende Kante sich im Wesentlichen radial von der Drehachse aus erstreckt und sich in einer Ebene befindet, die einen kleinen Winkel (vorzugsweise 80 bis 100 Grad) mit der Drehachse bildet.
Des Weiteren ist jedes Blatt an einer Welle befestigt, die sich in einer Ebene erstreckt, die normal zu der Drehachse angeordnet ist, die parallel zu und die mit einem Abstand zu einem imaginären Radius beabstandet ist, der sich von der Drehachse aus nach außen erstreckt.
Jedes Blatt könnte eine im Wesentlichen rechtwinklige Fläche bilden, deren Krümmung so ist, dass der Ebenenvorsprung des Blatts, d.h. die Verlängerung des Blatts zu der Strömung hin, eine im Wesentlichen quadratische Fläche bildet.
Mit so geformten Rotorblättern wird die gesamte Strömung in einer Ebene abgelenkt, die normal zu der Drehachse angeordnet ist, wie in der Verlängerung des Blatts zu sehen. Da die führende Kante im Wesentlichen radial von der Drehachse vor steht und die Strömung, nach ihrer Ablenkung, in rechten Winkeln zu der führenden Kante geleitet wird, nimmt die Strömung in Bezug auf jedes Blatt einen 90°-Sektorbereich um die Drehachse herum ein. Falls die Blätteranzahl Vier übersteigen würde, würde die abgelenkte Strömung in Berührung mit einem angrenzenden Blatt kommen, und folglich den Rotor bremsen. Aus diesem Grund weist der Rotor gemäß der Erfindung maximal vier Rotorblätter auf.
Bei Rotoren gemäß dem Stand der Technik ist die Schwenkachse jedes Rotorblatts, d.h. die Achse, um die jedes Blatt verschwenkt wird, von der Drehachse aus radial nach außen angeordnet, wobei die führende Rotorblattkante parallel zu und mit einem Abstand zu einem imaginären Radius beabstandet ist. Die Anordnung gemäß der Lehre der vorliegenden Erfindung ist exakt das Gegenteil, d.h. anstatt dessen ist es die führende Kante, die angeordnet ist, um sich von der Drehachse aus radial nach außen zu erstrecken, und die Schwenkachse, die parallel zu und beabstandet von einem imaginären Radius ist. Es ist präzise diese Lösung, die das besondere Strömungsmuster erzeugt, das in dem vorliegenden Dokument beschrieben wird.
Jedes Blatt könnte eine im Wesentlichen rechtwinklige Fläche bilden, deren Krümmung der Grund dafür ist, warum der Ebenenvorsprung des Blatts, gegenüber der Verlängerung/Expandierung, die das Blatt in Richtung der Strömung präsentiert, eine im Wesentlichen quadratische Fläche bildet.
Wenn ein Rotor gemäß der Erfindung verwendet wird, um Energie aus einer Strömung zu gewinnen, wie zum Beispiel einer Luftströmung, ist der Rotor so angeordnet, dass die Strömung in einer axialen Richtung strömt und zuerst die führende Kante des Blatts trifft. Die Strömung wirkt so, dass jedes Blatt dazu gezwungen wird, seine Bewegungsrichtung von einer im Wesentlichen Parallelität zu der Drehachse in eine Ebene zu ändern, die normal zu der Drehachse, im Wesentlichen tangential dazu, angeordnet ist. Diese Umleitung der Strömung erzeugt eine tangentiale Kraft, die eine Drehkraft um die Drehachse herum verursacht. Eine Anzahl von Blättern wird angeordnet, um zusammenzuarbeiten, weshalb der gesamte Rotor dazu veranlasst wird, sich zu drehen, wenn mit einer Fluidströmung auf ihn eingewirkt wird.
Zusätzlich erreicht die Strömung, die sich hinter die nachfolgende Kante jedes Blatts bewegt, vergleichsweise hohe Strömungsgeschwindigkeiten, so dass ein Ausstoßeffekt erzeugt wird, was ein im Wesentlichen stagnierendes Fluid von der leewärts gelegenen Seite des Blattes mit sich bringt. Folglich wird ein gewisser negativer Druck hinter dem Blatt erzeugt, der da s. Drehmoment weiter erhöht.
Da die gesamte Strömung dazu veranlasst wird, ihre Richtung zu ändern, wobei es Luft praktisch nicht möglich ist, durch den Rotor und hinter den Rotor zu laufen, bildet sich ein Sog („wake"), der kontinuierlich mit Umgebungsfluid wieder aufgefüllt wird.
Bei unter Geheimhaltung ausgeführten Tests mit einem Prototypen des erfindungsgemäßen Rotors in einem Windstrom zeigte eine Zuführung von Rauch ein Strömungsmuster, das ungefähr wie in 1 gezeigt, konfiguriert ist.
Die Struktur und Orientierung der Blätter und des Strömungsbilds, das sie erzeugen, ergibt bemerkenswerte Leistungsgewinnergebnisse. Der oben erwähnte Test wurde mit einem erfindungsgemäßen Prototyp, der eine Windaufnahmefläche von ungefähr einem Quadratmeter aufweist, in Umgebungen ausgeführt, in denen die Windkraft ungefähr bis zu 10 m/s betrug. Die effektive Leistung, die gewonnen werden konnte, betrug bis zu ungefähr 200 Watt bei einer Rotationsgeschwindigkeit von 140 U/min. Die so erzielte Leistung war äußerst überraschend.
Des Weiteren wurde herausgefunden, dass der Rotor seine volle Kapazität im Wesentlichen unmittelbar nach Inbetriebnahme erreicht. Die Leistung, die möglicherweise gewonnen werden kann, ist somit unabhängig von der Rotationsgeschwindigkeit.
Der Winkel zwischen einer imaginären Ebene, die die führende Kante und die nachfolgende Kante des Blatts miteinander verbindet, und der Drehachse liegt vorteilhafterweise in dem Bereich von 30 – 50°, und beträgt vorzugsweise ungefähr 45°.
Zusätzlich könnten die Blätter mit Federn für eine Drehung um die Schwenkachse beaufschlagt sein, um die Strömungsgeschwindigkeit automatisch anzupassen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die vorliegende Erfindung wird im Nachfolgenden detaillierter unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben werden, die bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung zu exemplarischen Zwecken veranschaulichen.
1 zeigt schematisch die Strömung hinter einem Rotor gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
2 stellt eine perspektivische Ansicht eines Rotors gemäß einer Ausführungsform der Erfindung dar.
3 zeigt schematisch die Funktion der Einstellvorrichtung des Rotors der 2.
4a–c zeigen schematisch Rotorkonfigurationen gemäß der Erfindung, die unterschiedliche Anzahlen von Rotorblättern einschließen.
5 zeigt schematisch ein Rotorblatt gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform
Der in 2 gezeigte Rotor 1 weist eine Vielzahl von Blättern 2, im vorliegenden Fall vier Blätter, auf, die angeordnet sind, um sich um eine Drehachse 3 herum zu drehen. Der Rotor 1 soll sich in einem Fluid drehen, das in einer Strömungsrichtung A hinter den Rotor strömt.
Gemäß der gezeigten Ausführungsform ist jedes Blatt 2 als eine einzige gekrümmte Fläche ausgebildet, deren Erzeugende, d.h. die gerade Linie, die die Fläche erzeugt, sich in einer Ebene erstreckt, die normal zu der Drehachse angeordnet ist. Die Krümmung des Blatts 2 erscheint klarer in 3 und wird nachfolgend detaillierter beschrieben werden. Das Blatt 2 weist eine führende Kante 5 auf, die in Richtung der Strömungsrich tung A des Fluids gedreht ist, d.h. sie ist der Teil des Blatts, auf den das in Richtung des Rotors 1 strömende Fluid zuerst auftrifft. Das Blatt ist auch mit einer nachfolgenden Kante 6 ausgebildet, die somit stromabwärts gelegen von der führenden Kante 5 angeordnet ist.
Eine imaginäre Ebene 7, die die führende Kante 5 und die nachfolgende Kante 6 miteinander verbindet, bildet einen spitzen Winkel α mit der Drehachse 3. Dieser Winkel könnte zum Beispiel in dem Bereich 30 – 50° liegen und beträgt vorzugsweise ungefähr 45°.
Das Blatt gemäß dieser Ausführungsform ist rechtwinklig und weist eine nahezu quadratische Konfiguration auf. Diese Konfiguration hat sich als vorteilhaft bewährt, sollte aber nicht als die Erfindung beschränkend angesehen werden.
Jedes Blatt 2 ist zur Drehung an einer Schwenkachse 8 befestigt, die sich in einer Ebene erstreckt, die normal zu der Drehachse angeordnet ist und die sich irgendwo zwischen der führenden Blattkante und der nachfolgenden Blattkante befindet.
Die Schwenkachse 8 erstreckt sich im Wesentlichen von der Drehachse aus radial und ist bevorzugterweise parallel zu und mit einem Abstand d zu einem imaginären Radius 9 angeordnet, der von der Drehachse ausstrahlt.
Die Schwenkachse ist vorzugsweise auf der leewärts gelegenen Seite 2a des Blattes 2 angeordnet, d.h. auf der Seite, die von der Strömungsrichtung wegschaut.
Bei der gezeigten Ausführungsform sind die vier Schwenkachsen 8 in vier Blechplatten 10 befestigt, die symmetrisch um die Drehachse 3 herum angeordnet sind. Die Platten könnten zum Beispiel mittels Schweißen an einem rohrförmigen Körper oder einem Ringkörper 11 angebracht sein, sie könnten aber alternativ miteinander verbunden sein. Der Ringkörper 11 und die Platten 10 bilden zusammen eine Nabenstruktur 12.
Vorzugsweise sind die Blätter 2 mit Federn beaufschlagt, um sich um ihre jeweilige Schwenkachse 8 zu drehen. Die Elastizität könnte zum Beispiel wie gemäß der gezeigten Ausführungsform erzielt werden, wobei ein Federelement, wie zum Beispiel eine schraubenförmige Kompressionsfeder 13, in einem konzentrischen Verhältnis zu der Drehachse 3 stromabwärts von der Nabenstruktur 12 platziert ist. Die schraubenförmige Feder 13 könnte um eine Stange 14 positioniert sein, die sich über eine gewisse Entfernung stromaufwärts erstreckt und die gesichert zu der Nabenstruktur 12 befestigt ist.
Bei einem Ende 13a der schraubenförmigen Feder 13 ist ein ringförmiger Läufer 15 so um die Stange 14 angeordnet, um darauf gegenüber der Federwirkung der schraubenförmigen Feder 13 versetzt werden zu können. Das gegenüberliegende Ende 13b der schraubenförmigen Feder 13 ist in Bezug auf die Stange 14 befestigt, zum Beispiel indem es fest an der Stange angebracht ist oder mit Hilfe eines Blocks 18, der als Stoppfläche dient, gegen die die schraubenförmige Feder 13 anschlägt.
Gemäß der gezeigten Ausführungsform ist eine Strebe 16 fest parallel zu der führenden Kante 5 eines jeden Blattes befestigt, um sich so um eine gewisse Entfernung nach innen in Richtung der Drehachse 3 zu erstrecken. Ein Ende 17a einer Verbindung 17 ist schwenkbar an dem Ende der Strebe 16 befestigt, das am engsten zu der Drehachse liegt, wohingegen das gegenüberliegende Verbindungsende 17b verschwenkbar an dem Läufer 15 befestigt ist.
3 zeigt die Krümmungskonfiguration der Fläche des Blatts 2 gemäß dieser Ausführungsform detaillierter. Eine imaginäre Linie L, die sich zwischen der führenden Kante 5 und einem Punkt P erstreckt, der gegenüberliegend zu der Schwenkachse 8 auf dem Blatt 2 angeordnet ist, bildet einen Winkel β von 20° mit der Drehachse 3. Die Krümmung des Blatts setzt sich so fort, dass eine imaginäre Linie, die die führende Kante 5 des Blatts und die nachfolgende Kante davon miteinander verbindet, einen Winkel α von ungefähr 45° mit der Drehachse bildet. Bei der führenden Kante 5 bildet das Blatt einen Winkel φ mit der Strömungsrichtung A und der Drehachse 3, wobei der Winkel φ zwischen 0 und 10° liegt, wohingegen bei der nachfolgenden Kante 6 das Blatt 2 einen Winkel δ mit der Strömungsrichtung A und der Drehachse 3 bildet und wobei der Winkel δ zwischen 80 und 100° liegt.
Die Funktion des Rotors wird im Nachfolgenden basierend auf der Verwendung des Rotors, um Energie aus einer passierenden Fluidströmung, wie zum Beispiel Luft, zu gewinnen, erklärt werden. In Fällen, bei denen die Funktion umgekehrt ist, d.h. wenn der Rotor Rotationsenergie in eine Fluidströmung umwandelt, muss die nachfolgende Beschreibung entsprechend angepasst werden. Dies zu tun, liegt innerhalb der Fähigkeit des Fachmanns.
Wenn das strömende bzw. fließende Fluid auf die führenden Kanten 5 der Blätter 2 auftrifft, folgt die Strömung bzw. der Fluss der Krümmung der Blätter und wird folglich abgelenkt. Die Ablenkung, die eine seitliche Beschleunigung darstellt, erzeugt eine Zentrifugalkraft, die die Blätter 2 in einer Umfangsrichtung in Bezug auf die Drehachse 3 beeinflusst, wodurch eine Drehkraft M₁ entsteht. Die Blätter 2 sind in dem Rotor auf eine solche Weise angeordnet, dass die blätterinduzierten Drehkräfte zusammenwirken und somit den Rotor 1 drehen und auch jedes damit verbundene Gerät zu Energiegewinnungszwecken antreiben.
Da die Schwenkachse 8 auf der leewärts gelegenen Seite des Blatts 2 positioniert ist, ist die windwärts gelegene Seite des Blatts, d.h. die in Richtung der Fluidströmung gedrehte Seite, vollständig gleichmäßig, was in einer gleichmäßigen Strömung resultiert.
Wenn die Strömung die nachfolgende Kante 6 des Blatts passiert, hat sich die Strömungsrichtung geändert und ist nun eher von der Drehachse 3 weggerichtet als parallel zu der Achse ausgerichtet. Bei der gezeigten Ausführungsform ist die Strömungsrichtung an der nachfolgenden Kante des Blatts 2 im Wesentlichen senkrecht nach außen von der Drehachse aus gerichtet und erstreckt sich somit in einer Ebene, die normal zur Drehachse 3 angeordnet ist.
Aufgrund der gleichmäßigen Krümmung des Blatts ist die Geschwindigkeit der Fluidströmung nicht verringert, sondern im Gegenteil, sie ist erhöht, da eine gesamte Fluidströmung in Richtung der Blattaufnahmefläche, die aus einem Ebenenvorsprung 19 des Blatts in der Querströmungsrichtung besteht, dazu ge zwungen wird, die nachfolgende Kante 6 (vergleiche 1) zu passieren. Folglich ist eine korrekte Anpassung der Krümmung des Blatts erforderlich, so dass geeignete Verhältnisse zwischen der Aufnahmefläche, der Krümmung und der Länge des Blatts erzielt werden. Die Krümmung des Blatts bestimmt zusammen mit der Länge des Blatts den Winkel α.
Das Fluid ist somit gezwungen, die nachfolgende Kante 6 mit einer Geschwindigkeit zu passieren, die höher als die ursprüngliche Strömungsgeschwindigkeit ist. Dies erzeugt einen Ausstoßeffekt, wodurch das Fluid auf der leewärts gelegenen Seite mit der Fluidströmung B geliefert wird, die hinter die nachfolgende Kante 6 strömt. Dieser Ausstoßeffekt erzeugt einen gewissen negativen Druck auf der leewärts gelegenen Seite des Blatts 2, was das Drehmoment M₁ des Rotors weiter stärkt.
Da im Wesentlichen die gesamte Fluidströmung in Richtung entlang der Drehachse 3 abgelenkt ist und stattdessen dazu veranlasst wird, in eine Richtung von der Drehachse weg zu strömen, wird stromabwärts von dem Rotor ein Bereich erzeugt, der vergleichsweise strömungsfrei ist, d.h. ein Sog 20. Mit einer sorgfältigen Konfiguration der Blätter 2 könnte eine Situation einer im Wesentlichen vollständigen Ruhe in diesem Sog 20 herrschen. Somit wird eine Fluidströmung C erzeugt, die in Richtung des Sogs gerichtet ist, wie in 1 gezeigt.
Zusätzlich zur Einwirkung durch die periphere Kraft F₁, die Anlass für das Drehmoment M₁ gibt, wird jedes Blatt auch durch eine Kraft F₂ beeinflusst, die die Erzeugung einer Drehkraft M₂ verursacht, wobei die letztere Kraft dazu tendiert, das Blatt um die Schwenkachse 8 zu schwenken. Diese Schwenk bewegung wird durch die Strebe 16 verhindert, die durch den Läufer 15 über die Verbindung 17 festgestellt ist. Wenn die Strömungsgeschwindigkeit ausreichend groß ist, wird die Drehkraft M₂ jedoch so stark, dass der Läufer entlang der Stange 14 gegen die Wirkung der schraubenförmigen Feder 13 versetzt wird.
Die Schwenkbewegung, die das Blatt somit verursacht, resultiert in einer Reduktion der Fluidströmungsablenkung, da die Aufnahmefläche des Blatts kleiner wird. Zusätzlich könnte ein wenig Fluid nun zwischen die führenden Kanten der Blätter, die eng zu der Drehachse 3 angeordnet sind, und zu den leeseitig gelegenen Blättern strömen, was den negativen Druck zerstört, der zuvor auf dieser Seite herrschte. Zusammen führt dies zu einer Reduktion der Drehkräfte M₁ und M₂. Die Winkelposition des Blatts 2 wirkt somit selbsteinstellend, so dass der Winkel α einen solchen Wert annimmt, dass die Drehkraft M₂ die Federwirkung der Kompressionsfeder 13 ausgleicht. Eine geeignete Wahl des Federelements erzeugt somit die gewünschte Einstellung des Drehmoments M₁ des Rotors.
Der Rotor gemäß der Erfindung lenkt die gesamte Strömung in einer Ebene ab, die normal zu der Drehachse angeordnet ist, in einer tangentialen Richtung. Da die führende Kante jedes Rotorblatts im Wesentlichen von der Drehachse aus radial vorsteht, werden Strömungsmuster wie in 4a–c erzeugt, wobei die Figuren schematisch verschiedene, unterschiedliche Rotorkonfigurationen gemäß der Erfindung zeigen. Die Verlängerung jedes Rotorblatts in Richtung der Strömung ist mit 25a–c bezeichnet, wohingegen die Pfeile, die die Strömungsrichtung angeben, mit 26a–c bezeichnet sind.
4a zeigt eine Konfiguration, die zwei Rotorblätter 25a aufweist. Die Strömung 26a entlang dieser Rotorblätter bewegt sich von dem Rotor in entgegengesetzten Richtungen in einer Ebene weg, die normal zu der Drehachse angeordnet ist. In 4b sind drei Rotorblätter 25b gezeigt, die 120° zueinander beabstandet sind, und in diesem Fall bewegt sich die Strömung 26b in drei verschiedenen Richtungen von dem Rotor weg. 4c entspricht schließlich der oben beschriebenen Rotorkonfiguration und weist vier Rotorblätter 25c auf. Die Strömung 26c bewegt sich in diesem Fall von dem Rotor in vier verschiedenen Richtungen weg.
Es ist festzustellen, dass die Strömungen in 4a–c Momentaufnahmen repräsentieren. Im Betrieb ändern sich die Strömungsrichtungen 26a–c offensichtlich mit der Drehung des Rotors, was in einer prinzipiellen kontinuierlichen Strömung weg von der Drehachse in alle Richtungen resultiert.
Es ist klar, dass eine große Anzahl von Modifikationen der oben genannten Ausführungsformen innerhalb des Schutzumfangs der beigefügten Ansprüche möglich ist.
Ein Beispiel einer Alternative und einer bevorzugten Ausführungsform eines Rotorblatts gemäß der Erfindung ist in 5 gezeigt, wobei die Ausführungsform Abdeckelemente 27 in Form von Platten aufweist, die an den Seiten der Rotorblätter lokalisiert sind, so dass eine schaufelförmige Struktur 28 gebildet wird. Die Abdeckelemente zwingen einen noch größeren Teil der Fluidströmung, sich hinter die nachfolgende Kante der Platten zu bewegen, so dass die Rotoreffizienz um 20 Prozent oder mehr zunimmt. Bei dem gezeigten Beispiel erstreckt sich das Rotor blatt selbst etwas hinter die Abdeckplatten 27, dieses Merkmal sollte jedoch nicht als ein beschränkendes angesehen werden.

Claims

Rotor zur Drehung in einem Fluid, das in einer Strömungsrichtung (A) strömt, und der wenigstens zwei und höchstens vier Rotorblätter (2) aufweist, die dazu angeordnet sind, um eine Drehachse (3) zu rotieren, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Blatt (2) eine einzige gekrümmte Fläche bildet, deren Erzeugende sich in einer Ebene senkrecht zur Drehachse erstreckt, dass jedes Blatt (2) eine führende Kante (5) aufweist, die der Strömungsrichtung (A) zugewandt ist und die sich von der Drehachse (3) aus im Wesentlichen radial und in einer Ebene erstreckt, die einen Einlasswinkel (φ) in dem Bereich von 0–10° in Bezug auf die Drehachse (3) bildet, und mit einer nachfolgenden Kante (6), die gegenüber der führenden Kante (5) stromabwärts angeordnet ist und sich in einer Ebene erstreckt, die einen Auslasswinkel (δ) bildet, der im Bereich von 80–100° in Bezug auf die Drehachse (3) ist, dass eine imaginäre Ebene (7) die führende Kante und die nachfolgende Kante miteinander verbindet, wobei ein spitzer Winkel (α) mit der Drehachse gebildet wird, und dass jedes Blatt verschwenkbar zur schwenkbaren Bewegung um eine Schwenkachse (8) befestigt ist, um den Winkel (α) einzustellen, wobei sich die Schwenkachse (8) in einer Ebene erstreckt, die senkrecht zu der Drehachse (3) verläuft und parallel zu und beabstandet von einem Abstand (d) von einem imaginären Radius (9) ist, der sich von der Drehachse (3) aus erstreckt.
Rotor nach Anspruch 1, bei dem der Winkel (α) im Bereich von 30–50° ist und vorzugsweise ungefähr 45° beträgt.
Rotor nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Blätter mit Federn zur Drehung um die Schwenkachse (8) beaufschlagt sind, um den Winkel (α) automatisch an die Strömungsgeschwindigkeit anzupassen.
Rotor nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, der vier Blätter (2) aufweist.
Rotor nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem jedes Blatt (2) eine im wesentlichen rechteckförmige Fläche bildet.
Rotor nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Rotor verwendet wird, um Windkraft auszunutzen.
Rotor nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Rotor verwendet wird, um Wasserkraft auszunutzen.