Die vorliegende Erfindung betrifft einen Rotor für Wind¬ kraftwerke, mit einer Nabe und mehreren Schaufeln, die für eine radiale Durchströmung von innen nach außen ausgebildet sind.

Ein Rotor dieser Art, d.h. mit Schaufeln, die radial von innen nach außen durchströmt werden, ist aus der US 4 915 580 bekannt. Bei dem bekannten Rotor sind die Schaufeln starr an der Nabe montiert. Windkraftwerke sind stark wechselnden .Anströmbedingungen unterworfen. Rotoren für Windkraftwerke müssen ¹ daher verschie¬ denste gegensätzliche Anforderungen erfüllen. Zum einen sollen sie bereits bei geringsten Windstärken anlaufen und dafür ent¬ sprechen geformt und gleichgewichtig sein, zum anderen müssen sie auch Stürmen und starken Windböen widerstehen können und dafür entsprechend robust ausgelegt sein. Nicht zuletzt soll die Umdrehungszahl des Rotors bei wechselnden Strömungsbedin¬ gungen dennoch möglichst geringen Schwankungen unterliegen, um die Energieerzeugung im Kraftwerk zu vereinfachen. Die Erfin- düng setzt sich zum Ziel, einen Rotor für ein Windkraftwerk zu schaffen, welcher allen diesen Anforderungen genügt.

Dieses Ziel wird mit einem Rotor der eingangs genannten Art erreicht, der sich gemäß der Erfindung dadurch auszeichnet, daß die Schaufeln am Umfang der Nabe um jeweils eine zur Naben- achse parallele Schwenkachse angelenkt sind.

Auf diese Weise können sich die Schaufeln entsprechend der Anströmgeschwindigkeit einstellen, sodaß stets ein optimaler Betriebsbereich und damit Wirkungsgrad des Rotors erreicht wer¬ den kann. Bevorzugt sind dazu die Schaufeln entgegen ihrer Auswärts- schwenkbewegung federbelastet, sodaß sie bei zunehmender An¬ strömgeschwindigkeit und -kraft des Windes nach außen schwenken und sich gleichsam fortschreitend „öffnen". Alternativ können die Schaufeln durch ihre Gewichtsverteilung entgegen ihrer Aus- wärtsbewegung fliehkraftbelastet sein. Mit beiden Maßnahmen

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kann erreicht werden, daß die Drehzahl des Rotors auch bei zu¬ nehmender Windgeschwindigkeit oder kurzen Windböen weitgehend konstant bleibt.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Fliehkraftbelastung der Schaufeln dadurch erreicht, ¹ daß sie jeweils mit einem von ihrer Schwenkachse entgegengesetzt auskragenden Hebelgewicht versehen sind, was eine einfache ein¬ stückige Fertigung ermöglicht.

In jedem Fall ist es besonders günstig, wenn die Nabe An- schlage zur Begrenzung der Auswärtsschwenkbewegung der Schau¬ feln trägt, um zu verhindern, daß die Schaufeln sich zu weit öffnen und dann zu geringe Kraft entwickeln.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Er¬ findung wird vorgesehen, daß die Nabe zwei voneinander axial beabstandete Kränze aufweist, zwischen denen die Schwenkachsen der Schaufeln gelagert sind. Dies ergibt eine besonders stabile Lagerung der Schaufeln. Darüber hinaus können die Kränze in verschiedenen Größen vorgefertigt und mit einheitlichen Naben zusammengebaut werden, was ein modulares Baukastensystem für die Fertigung von Rotoren unterschiedlicher Durchmesser und Größen schafft.

In einem weiteren Aspekt befaßt sich die Erfindung mit der Schaffung eines Rotors der vorgestellten Art mit vertikaler Ro¬ torachse und einer Windhutze, welche die Windanströmung zum Ro- tor umlenkt, wobei erfindungsgemäß die Windhutze parallel zur Rotorachse drehbar gelagert und mit einem Leitwerk zur Ausrich¬ tung im Wind versehen ist. Mit dieser Anordnung können Rotoren mit beträchtlichem Außendurchmesser aufgebaut werden, welche - im Gegensatz zu Rotoren mit horizontaler Drehachse - keine stö- renden periodischen Schlagschatten in die Umgebung werfen, da ihr einziger hochragender Teil die Windhutze ist.

Bevorzugt wird dabei vorgesehen, daß die Windhutze mit fe¬ derbelasteten, ins Freie mündenden Luftaustrittsklappen verse¬ hen ist, wodurch Windböen und Windspitzen abgeleitet werden

können, um die Umdrehungszahl des Rotors noch besser konstant zu halten.

Zur maximalen Ausnutzung des anströmenden Windes überdeckt gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung die Windhutze in Windanströmrichtung gesehen den Rotor.

In jedem Fall ist es besonders günstig, wenn die Windhutze bevorzugt mit einer Feststellbremse ausgestattet ist, sodaß ei¬ ne Sicherung des Windkraftwerkes im Falle von Starkwinden oder Unwettern möglich ist. Die Erfindung wird nachstehend anhand von in den Zeichnun¬ gen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen die Fig. 1 und 2 den Rotor gemäß der Erfindung in einer querschnittlichen Seitenansicht bzw. einer Draufsicht, Fig. 3 die Lagerung einer der Schaufeln des Rotors der Er¬ findung ausschnittsweise im Schnitt,

Fig. 4 eine der Schaufeln des Rotors der Erfindung in ei¬ ner Draufsicht und die Fig. 5 und 6 eine alternative Ausführungsform der Windhutze in einer querschnittlichen Seitenansicht bzw. einer Draufsicht.

Gemäß den Fig. 1 und 2 weist ein Rotor 1 für ein Wind¬ kraftwerk eine Nabe 2 auf, welche an ihrem Umfang Rotorschau¬ feln 3 lagert, die für eine radiale Durchströmung von innen nach außen ausgebildet sind, wie in der Technik bekannt.

Zu diesem Zweck umfaßt die Nabe 2 zwei voneinander axial beabstandete Kränze 4, 5 (Fig. 3) , welche über ihren Umfang verteilt Bolzen, Stifte bzw. Hülsen 6 lagern, an denen die Schaufeln 3 angelenkt sind. Der obere Kranz 4 ist kreisringför- mig, sodaß er eine zentrale Öffnung 7 zur axialen Anströmung des Rotors 1 beläßt. Der untere Kranz 5 kann Teil einer unteren vollkreisförmigen Abdeckung des Rotors sein, die eine Umlenkung der axialen Anströmung in die radiale Strömung nach außen zum Antrieb der Schaufeln 3 bewirkt, wie dem Fachmann bekannt.

Auf der Achse 8 des Rotors 1 ist eine Windhutze 9 drehbar gelagert, die mit einem Leitwerk 10 ausgestattet ist. Das Leit¬ werk 10 bewirkt eine derartige Ausrichtung der Windhutze 9 im Wind, daß ihr Einlaß 11 die Windströmung empfängt und zum Rotor 1, genauer zur zentralen Öffnung 7 des Kranzes 4, lenkt.

In Fig. 4 ist eine der Schaufeln 3 in zwei Stellungen ge¬ zeigt, und zwar mit ausgezogenen Linien in der einwärts ge¬ schwenkten Stellung und mit strichlierten Linien in der aus¬ wärts geschwenkten Stellung. Die Schaufeln 3 sind jeweils mit einem von ihrer Schwenk¬ achse bzw. Anlenkung 6 entgegengesetzt auskragenden Hebelge¬ wicht 12 versehen, das beispielsweise durch ein verdicktes Ende der Schaufel 3 selbst gebildet wird. Die Masse des Hebelge¬ wicht-Teiles 12 der Schaufel 3 ist größer als jene des auf der anderen Seite der Anlenkung 6 liegenden strömungswirksamen Tei¬ les 13 der Schaufel 3. Dadurch übt die Fliehkraft des Hebelge¬ wichtes 12 bei der Drehung auf den strömungswirksamen Teil 13 eine einwärts gerichtete Kraft aus, gegen welche die Anströmung antritt. Bei starker Anströmung der Schaufel 3 überwindet die Anströmkraft die Fliehkraft des Hebelgewichtes 12, sodaß die Schaufel 3 fortschreitend nach außen schwenkt, bis sie in der in Fig. 4 strichliert gezeigten Stellung an einem Anschlag 14 anschlägt, der an der Nabe 2 ausgebildet ist.

Anstelle der Fliehkraftbelastung der Schaufel 3 durch das Hebelgewicht 12 könnte auch eine entsprechende Federkraftbela¬ stung vorgesehen werden (nicht gezeigt) .

Die Fig. 5 und 6 zeigen eine alternative Ausführungsform der Windhutze 9. Die Windhutze 9 überdeckt hier in Windanström¬ richtung gesehen mit einem Abdeckteil 15 den Rotor 1, sodaß dieser im „Windschatten" der Windhutze 9 liegt.

Die Windhutze 9 ist mit federbelasteten, ins Freie münden¬ den Luftaustrittsklappen 16 ausgestattet, welche bei besonders starker Anströmung öffnen und einen Teil des Windes ungenützt ins Freie entlassen, um die Drehzahl des Rotors 1 konstant zu halten.

Die Windhutze 9 kann ferner mit einer ihre Drehbewegung um die Achse 8 blockierenden Feststellbremse (nicht gezeigt) ver¬ sehen sein, um eine Sicherung des Windkraftwerkes bei Starkwind oder Unwettern zu ermöglichen.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungs¬ formen beschränkt, sondern umfaßt alle Varianten und Modifika¬ tionen, die in den Rahmen der angeschlossenen Ansprüche fallen.