DE4423247A1 - Single=bladed rotor with passive aerodynamic autonomous control - Google Patents

Single=bladed rotor with passive aerodynamic autonomous control

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    • Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction

Abstract

The rotor is for horizontal or vertical turning axes, and has linked components. It consists of a blade (4) and a counter-blade (1), which are angled to each other in the blade root zone, intersecting at an angle (beta), with the centre of gravity position of the rotor not on the blade axis but on the inwardly-angled side of the rotor, so that the flow onto the blade axis is not vertical, but at an angle 90 deg. plus or minus beta. The rotor is connected to a bearing (10). Alongside its turning axis (11) there is an axis in the longitudinal direction of the rotor, which can be the same as the axis (7) of the rotor, so that the rotor can describe a turning motion about this axis comparable with pitch motion.

Description

Die Erfindung betrifft einen Einblattrotor nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a single-bladed rotor according to the preamble of claim 1.

Danach kann die Erfindung prinzipiell sowohl für Windkraftmaschi­ nen als auch für senkrecht startende Flugmaschinen verwendet wer­ den.Thereafter, the invention can in principle for both wind power machines who are also used for vertically starting flying machines the.

Die folgenden Ausführungen beziehen sich insbesondere auf eine Verwendung des Rotors als Bestandteil einer Windkraftanlage in Form eines Einblattrotors nach Anspruch 1 bis 4.The following statements relate in particular to a Use of the rotor as part of a wind turbine in Form of a single-bladed rotor according to claims 1 to 4.

Gemäß dem heutigen Stand der Technik in der Windenergie werden weitgehend Rotorkonzepte bevorzugt, die mit starren Achsen und ohne gelenkige Verbindungen arbeiten. Trotz oft überdimensio­ nierter kostenintensiver Bauweise der Rotoren und komplizierten Stell- und Regelmechanismen konnten diese Anlagen, insbesondere im Großanlagenbau, weder von ihrer Lebensdauer noch von ihrer Wirt­ schaftlichkeit überzeugen.According to the current state of the art in wind energy rotor concepts with rigid axes are largely preferred and work without articulated connections. Despite being often overdimensioned nier cost-intensive construction of the rotors and complicated Adjustment and control mechanisms could these plants, especially in Large-scale plant construction, neither of their lifespan nor of their host convince economy.

Einblattrotoren unterscheiden sich bekannterweise von den Mehr­ blattrotoren dadurch, daß sie höhere Drehzahlen ermöglichen, wo­ durch höhere aerodynamische Geräuschpegel entstehen können, daß sie mit nur leicht vergrößertem Durchmesser die gleiche Leistung erbringen, daß sie kostengünstiger herzustellen sind und zudem optisch weniger ins Auge fallen, um nur einige Merkmale zu nennen.Single-blade rotors are known to differ from the more blade rotors in that they allow higher speeds where that can arise from higher aerodynamic noise levels the same performance with only a slightly enlarged diameter provide that they are cheaper to manufacture and also less eye-catching, to name just a few features.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, einen Rotor der eingangs genannten Art zu schaffen, der neben den bekannten Merkmalen von Einblattrotoren weitere Vorzüge aufweist:It is therefore an object of the invention to provide a rotor to create the type mentioned, in addition to the known features of Single-bladed rotors have other advantages:

  • - einfache, robuste und leichte Bauweise des Rotors mit genügend Gestaltungs- und Auslegespielraum in der Blattwurzel, ohne Un­ terbrechung der Blattwurzelstruktur durch das Rotorlager,- Simple, robust and lightweight design of the rotor with enough Design and layout latitude in the leaf root, without Un breakage of the blade root structure by the rotor bearing,
  • - Reduzierung der aerodynamischen Geräusche bei Turmdurchlauf des Rotors,- Reduction of aerodynamic noise when passing through the tower  Rotors,
  • - ruhiges, dämpfendes, aerodynamische Unwuchten ausgleichendes Laufverhalten des Rotors im weitgehenden Gleichgewicht der Kräfte bei geringer Belastung des Gesamtsystems,- Quiet, damping, balancing aerodynamic imbalances Running behavior of the rotor in broad equilibrium Forces at low loads on the overall system,
  • - einfacher, robuster und gelenkiger Aufbau des Rotorlagers,- simple, robust and articulated construction of the rotor bearing,
  • - einfache Verbindung Blattwurzel Rotorlager- Easy connection of blade root rotor bearings
  • - einfache, spielfreie Steuer- und Regelfähigkeit und- Simple, play-free control and regulating ability and
  • - einfache, kostengünstige Herstellbarkeit der Systemkomponenten. Nur dadurch ist eine dauerhafte Konkurrenzfähigkeit anderen Ener­ giewandlern gegenüber möglich.- Simple, inexpensive manufacturability of the system components. This is the only way for other eners to remain competitive possible to convert.

Voraussetzung zur Lösung dieser Aufgabenstellung ist erfin­ dungsgemäß die Lehre nach den Kennzeichen des Anspruchs 1. Die Art des Rotors bietet, insbesondere bei höheren Anströmgeschwin­ digkeiten, bei der Steuerung, sowie bei der Parierung von Böen, Vorteile. Wichtig bezüglich der heutzutage wachsenden Anforder­ ungen an Geräuschemissionen ist besonders, daß ein Teil der aero­ dynamischen Geräusche von schnellaufenden Rotoren, vorrangig die Turm- bzw. Heckdurchlaufgeräusche, durch die Rotorform reduziert werden.The prerequisite for solving this task is invented accordingly the teaching according to the characteristics of claim 1. Die Type of rotor offers, especially at higher inflow speeds control, as well as parrying gusts, Benefits. Important with regard to the growing demands today What is special about noise emissions is that part of the aero dynamic noises from high-speed rotors, primarily the Tower or rear passage noises, reduced by the rotor shape will.

Überlegungen, herkömmliche Anlagen betreffend, den Schlag- bzw. Konuswinkel variabel zu lassen, ihn ganz oder in bestimmten Be­ triebszuständen zu arretieren oder Schlag- und Anstellwinkel ab­ hängig oder unabhängig voneinander zu steuern, sind von sekun­ därer Bedeutung oder können entfallen, da der Rotor mit Rotorla­ ger 10, das nach dem Kennzeichen des Anspruchs 2 neben Drehachse 11 nur eine weitere Achse besitzt, diese Aufgaben übernimmt.Considerations regarding conventional systems, to leave the impact or cone angle variable, to lock it completely or in certain operating states or to control the impact and angle of attack depending on or independently of one another are of secondary importance or can be omitted because the rotor with Rotorla ger 10 , which according to the characterizing part of claim 2 has only one further axis in addition to axis of rotation 11 , takes over these tasks.

Die Kombination dieses Rotors mit Lager 10 nach Anspruch 1 und 2 beinhaltet eine schnell reagierende, aerodynamisch gedämpfte Nach­ giebigkeit und passive Selbststeuerung, die jedoch ohne Schlag­ achse oder direkte Schlagbewegung und ohne besondere Verstellvor­ richtungen erlaubt, daß bei Schub auf den Rotor dieser nur durch Drehung um Achse von Lager 10 bzw. Achse 7 des Rotors die Anstell­ ung von Blatt 4 verändert und leewärts ausweicht.The combination of this rotor with bearing 10 according to claim 1 and 2 includes a fast-reacting, aerodynamically damped after completeness and passive self-control, but without axis or direct impact movement and without special Verstellvor devices allows that with thrust on the rotor this only by rotation about the axis of bearing 10 or axis 7 of the rotor, the position of sheet 4 is changed and deviates leeward.

Rotor und Lager 10 nach Fig. 1 bedingen, daß das Blatt 4 bei Ein­ fall einer Böe mit positiver Anströmung zur Profilachse mit seiner Blattspitze 6 in Windrichtung ausweicht und damit gleichzeitig den Anstellwinkel durch Drehung um Achse von Lager 10 verkleinert. Bei schnellem Abfall der Windstärke, also negativer Anströmung, wird die Blattspitze 6, von der momentanen Drehzahl abhängig, durch die Fliehkräfte auf die außerhalb der Drehebene befindlichen Massen gegen den aus der Anströmung auf das Blatt resultierenden Schub in die Drehebene des Rotors durch Drehung um Achse von Lager 10 zu­ rückgeführt. Die Anstellung wird also vergrößert. Damit kann der Rotor auch auf die bei jeder Drehung auftretenden, insbesondere vom Abstand zur Erdoberfläche abhängigen, unterschiedlichen An­ strömgeschwindigkeiten reagieren.The rotor and the bearing 10 of FIG. 1, require that the sheet 4 deflects in a case of blast positive inflow to the profile axis with its blade tip 6 in wind direction and at the same time reduces the angle of attack by rotation about the axis of bearing 10. When the wind force drops rapidly, i.e. negative inflow, the blade tip 6 , depending on the current speed, becomes dependent on the momentary rotational speed by the centrifugal forces on the masses located outside the plane of rotation against the thrust resulting from the inflow on the blade into the plane of rotation of the rotor by rotation about axis returned from camp 10 to. The employment is therefore increased. Thus, the rotor can also react to the different flow velocities that occur with each rotation, in particular depending on the distance to the earth's surface.

Dabei verlassen, im Gegensatz zu bekannten Systemen mit Schlag­ achse, die Schwerpunkte 5 und 2 von Blatt 4 und Gegenblatt 1 bei Drehung um Achse von Lager 10 die Drehebene nicht.In contrast to known systems with a striking axis, the focal points 5 and 2 of sheet 4 and counter-sheet 1 do not leave the plane of rotation when rotating about the axis of bearing 10 .

Die blattformbedingten Trägheitsmomente um die Achse von Lager 10, die durch die Massen von Gegengewicht 3 und Blattspitze 6 auf der einen und durch die Masse der Blattwurzelstruktur auf der anderen Seite entstehen, sind gering. Sie stabilisieren die Drehbewegung des Rotors und fördern aerodynamische Dämpfung und Laufruhe beim Einfall von Böen. Am Rotor zusätzlich Ausgleichsmassen anzubrin­ gen, ist somit nicht erforderlich.The moments of inertia around the axis of the bearing 10 , which are caused by the shape of the leaf and are caused by the masses of the counterweight 3 and the blade tip 6 on the one hand and by the mass of the leaf root structure on the other, are small. They stabilize the rotary movement of the rotor and promote aerodynamic damping and smooth running when gusts occur. It is therefore not necessary to apply additional compensating masses to the rotor.

Zudem bringen die erwähnten Trägheitsmomente den Rotor, ohne be­ sondere Verstellmechanismen oder eine Aufteilung des Gegengewich­ tes in Teilmassen und gegen die auf ihn arbeitenden Schubkräfte der Luft, in die richtige Anstellung bei Nenndrehzahl.In addition, the moments of inertia mentioned bring the rotor without be special adjustment mechanisms or a division of the counterweight tes in partial masses and against the thrust forces working on it air, in the correct position at nominal speed.

Bei Stillstand oder bei geringer Drehzahl der horizontalen Dreh­ achse 14 und geringen Trägheitskräften um die Achse von Lager 10, reicht der Schub auf die Blattspitze aus, um diese um die Lager­ achse in Richtung Fahnenstellung zu drücken und damit die Anstell­ ung soweit zurückzunehmen, daß der Rotor selbständig anläuft.At standstill or at low speed of the horizontal axis of rotation 14 and low inertial forces around the axis of bearing 10 , the thrust on the blade tip is sufficient to press it around the bearing axis in the direction of the flag position and thus reduce the position so far that the Rotor starts up automatically.

Anspruch 3 befaßt sich damit, Böen auf die Drehebene dadurch nach­ zugeben, daß sie als Stoß sowohl radial als auch axial auf die Drehachse 11 weitergegeben werden, wodurch Drehachse/Figurenachse 11 nicht in Ruhelage bleibt, sondern durch Nicken und Gieren (Nu­ tation) ausweichen kann.Claim 3 is concerned with giving gusts to the rotating plane after that they are passed as a shock both radially and axially on the axis of rotation 11 , whereby the axis of rotation / axis of the figure 11 does not remain in the rest position, but evade by pitching and yawing (nu tation) can.

Der Rotor arbeitet somit in vielen Bereichen im Gleichgewicht der Luft- und Trägheitskräfte passiv selbststeuernd. The rotor thus works in many areas in equilibrium Air and inertial forces passively self-controlling.  

Anspruch 4 befaßt sich mit einem zum Rotorkonzept nach Anspruch 1, 2 und 3 passenden Trägerkonzept in Form eines abgespannten Tur­ mes. Es erfüllt die Forderung nach Dämpfung und Nachgiebigkeit, indem die Trägheitskräfte des Turms und die der von ihm getragenen Massen axiale Stöße auf Drehachse 11 abfangen, ermöglicht den er­ forderlichen Abstand zwischen Abspannung und Drehebene und beein­ flußt das Verhalten zwischen der Frequenz der Kippbewegung des Turmes und Nenndrehfrequenz der horizontalen Drehachse 11 des Ro­ tors dahingehend, daß deren Resonanzfrequenz deutlich unter der Nenndrehfrequenz liegt. Die Turmeigenfrequenz kann bei weicher Auslegung Werte im Bereich der Turmkippfrequenz oder bei steifer Auslegung Werte deutlich über der Nenndrehfrequenz des Rotors annehmen.Claim 4 deals with a rotor concept according to claim 1, 2 and 3 matching carrier concept in the form of a guyed mes. It fulfills the requirement for damping and compliance by intercepting the inertial forces of the tower and the masses carried by it axial shocks on axis of rotation 11 , enables the required distance between the guying and the plane of rotation and influences the behavior between the frequency of the tipping movement of the tower and Nominal rotational frequency of the horizontal axis of rotation 11 of the ro tor in that their resonance frequency is significantly below the nominal rotational frequency. The tower natural frequency can assume values in the range of the tower tipping frequency in the case of a soft design or values well above the nominal rotational frequency of the rotor in the case of a rigid design.

Die Rotorform und Lagerung nach Anspruch 1 bis 4 weist folgende gemeinsamen Merkmale und Vorteile auf:The rotor shape and storage according to claims 1 to 4 has the following common features and benefits on:

  • - Sie ist vorzugsweise für Einblattrotoren als Leeläufer einsetz­ bar.- It is preferably used for single-bladed rotors as idle rotors bar.
  • - Sie ermöglicht selbständiges Anlaufen von Einblattrotoren bei niedrigen Windgeschwindigkeiten.- It enables independent starting of single-bladed rotors low wind speeds.
  • - Sie ermöglicht weitgehende Rücknahme der Anstellung des Rotor­ blattes bei Sturm.- It allows extensive retraction of the rotor position leaf in storm.
  • - Sie vermindert durch die geknickte Rotorform die Laufgeräusche beim Turmdurchlauf.- It reduces the running noise due to the kinked rotor shape when passing through the tower.
  • - Sie fördert Laufstabilität und Laufruhe.- It promotes running stability and smoothness.
  • - Sie beherrscht Böen sowie hohe Anströmgeschwindigkeiten.- It masters gusts and high inflow speeds.
  • - Sie erhöht Regelqualität und vermindert Regelaufwand.- It increases control quality and reduces control effort.
  • - Sie beinhaltet Überlastschutz und erhöht damit die Sicher­ heit.- It includes overload protection and thus increases safety Ness.
  • - Sie beinhaltet passive Selbststeuerung.- It includes passive self-regulation.
  • - Sie erleichtert aktive Steuerungseingriffe.- It facilitates active control interventions.
  • - Sie arbeitet in mehrfacher Hinsicht aerodynamisch gedämpft.- It works aerodynamically damped in several ways.
  • - Sie ermöglicht durchgehende, faserverbundwerkstoffgerechte Blattstruktur vom Gegengewicht bis zur Blattspitze mit großen Querschnitten im Bereich der Blattwurzel.- It enables continuous, fiber composite-compatible Leaf structure from the counterweight to the leaf tip with large Cross sections in the area of the leaf root.
  • - Sie macht Ausgleichsgewichte am Rotor überflüssig.- It makes balancing weights on the rotor superfluous.
  • - Sie ermöglicht die externe Anbindung des Rotorlagers ohne Ein­ griffe in die Blattstruktur im Blattwurzelbereich. - It enables external connection of the rotor bearing without on reach into the leaf structure in the leaf root area.  
  • - Sie setzt Belastungen der Blattstruktur aerodynamisch und struk­ turell herab und erhöht dadurch die Lebensdauer des Rotors.- It places loads on the leaf structure aerodynamically and structurally turell down and thereby increases the life of the rotor.
  • - Sie kann bei jeder Drehzahl ein aerodynamisches Gleichgewicht zwischen den Schubkräften auf das Blatt und den Trägheitskräften des Rotors in der Drehebene herstellen, so daß der Rotor eine für geringe Blattbelastung und hohen Wirkungsgrad optimale Stel­ lung und Anstellung einnehmen kann.- It can maintain an aerodynamic balance at any speed between the shear forces on the blade and the inertial forces of the rotor in the plane of rotation so that the rotor optimal position for low leaf load and high efficiency can take up employment and employment.
  • - Sie ermöglicht, daß die Schwerpunkte von Blatt und Gegenblatt bei Drehung um das Blattgelenk die Drehebene nicht verlassen.- It enables the focal points of the sheet and counter sheet do not leave the plane of rotation when rotating around the blade joint.
  • - Sie ist für den Großanlagenbau geeignet.- It is suitable for large-scale plant construction.

Das im folgenden beschriebene Ausführungsbei­ spiel zeigt nachThe embodiment described below game shows

Fig. 1 laut Anspruch 1 und 5 Vorder- und Seitenansicht des Ro­ tors und, explosionsartig in der Vorderansicht darge­ stellt, die Drehachse 11. Fig. 1 according to claim 1 and 5 front and side view of the ro tor and, exploded in the front view Darge, the axis of rotation 11th

Fig. 2 laut Anspruch 2 im Blattwurzelbereich in größerem Maßstab als Fig. 1 den Schnitt A-B durch die Blattwurzel des Ro­ tors, Sattel 18 und Rotorlager 10. Fig. 2 according to claim 2 in the blade root area on a larger scale than Fig. 1, the section AB through the blade root of the rotor, saddle 18 and rotor bearing 10th

Fig. 3 laut Anspruch 3 und 4 eine abgespannte Turmausführung für den Rotor mit horizontaler Drehachse 11 und vertikaler Turmachse 14 in Vorderansicht und Draufsicht. Fig. 3 according to claims 3 and 4 a guyed tower design for the rotor with horizontal axis of rotation 11 and vertical tower axis 14 in front view and top view.

Der in Fig. 1 dargestellte Einblattrotor besteht erfindungsgemäß aus dem Gegenblatt 1 mit seinem Schwerpunkt 2 und Gegengewicht 3 und aus dem Blatt 4 mit Schwerpunkt 5 und Blattspitze 6. Dabei sind Blatt 4 und Gegenblatt 1 im Blattwurzelbereich zueinander geknickt bzw. gekrümmt, so daß Achse 7 des Rotors und Blattachse 8 sich unter einem Winkel ß außerhalb von Rotorlager 10 schnei­ den, wodurch die gekrümmte Form des Rotors entsteht. Die Anströ­ mung trifft also bei Rotor nach Anspruch 1 nicht senkrecht, son­ dern unter dem Winkel 90° +/-β auf die Blattachse 8. Höhe und Art des Geräuschpegels sind abhängig von diesem Winkel β.The single-blade shown in FIG. 1, according to the invention from the opposite sheet 1 with its center of gravity 2 and the counterweight 3 and 4 from the sheet with a focus 5 and leaf tip 6. Here, blade 4 and counter blade 1 are kinked or curved in relation to one another in the blade root region, so that axis 7 of the rotor and blade axis 8 intersect at an angle β outside of rotor bearing 10 , which results in the curved shape of the rotor. The inflow flow thus does not meet vertically in the rotor according to claim 1, but at an angle of 90 ° +/- β on the blade axis 8 . The level and type of noise level depend on this angle β.

Blattachse 8 ist Längsachse des profilierten Blattes 4 und kann im Bereich der t/4-Achse von Blatt 4 liegen. Sie ist nicht deckungs­ gleich mit Achse 7 des Rotors, geht demgemäß nicht durch Schwer­ punkt 9 des Rotors und kann bei Turmdurchlauf, senkrecht zur Dreh­ ebene gesehen, nicht deckungsgleich mit Achse 14 des Turmes sein. Achse 7 des Rotors in Längsrichtung verläuft durch den Schwerpunkt 2 des Gegenblattes 1, durch den Schwerpunkt 9 des Rotors und durch den Schwerpunkt 5 des Blattes 4. Sie ist bei Turmdurchlauf, senk­ recht zur Drehebene gesehen, deckungsgleich mit der Achse 14 des Turmes.Blade axis 8 is the longitudinal axis of the profiled blade 4 and can lie in the region of the t / 4 axis of blade 4 . It is not congruent with axis 7 of the rotor, therefore does not go through the center of gravity 9 of the rotor and can not be congruent with axis 14 of the tower when passing through the tower, perpendicular to the plane of rotation. Axis 7 of the rotor in the longitudinal direction runs through the center of gravity 2 of the counter blade 1 , through the center of gravity 9 of the rotor and through the center of gravity 5 of the blade 4 . When passing through the tower, seen perpendicular to the plane of rotation, it is congruent with axis 14 of the tower.

Schwerpunkt 9 des Rotors im Zentrum von Rotorlager 10 liegt auf der nach innen gekrümmten Seite des Rotors außerhalb seiner Blatt­ wurzelstruktur.Center of gravity 9 of the rotor in the center of rotor bearing 10 lies on the inwardly curved side of the rotor outside of its blade root structure.

Rotorlager 10 (Anspruch 2) besitzt neben seiner Drehachse 11 eine weitere Achse mit Pitchcharakteristik, die starr oder auch weich gebettet sein kann und normalerweise deckungsgleich mit Achse 7 des Rotors ist. Die Lage der Achse von Rotorlager 10 kann gegen­ über der Achse 7 steuerungsbedingt verändert werden.Rotor bearing 10 (claim 2) has in addition to its axis of rotation 11 a further axis with a pitch characteristic, which can be rigid or soft, and is usually congruent with axis 7 of the rotor. The position of the axis of rotor bearing 10 can be changed compared to the axis 7 due to the control.

Lager 10 kann auch ein Gelenk mit zusätzlicher Schlagachse z. B. ein Kardangelenk sein.Bearing 10 can also be a joint with an additional striking axis z. B. be a universal joint.

Die Verbindung von Lager 10 mit der Blattwurzel des Rotors z. B. über Sattel 18 nach Fig. 2 stellt nur eine mögliche Bauweise dar. Dabei kann der Sattel 18 die Blattwurzel umfassen oder an ihr an­ geflanscht sein. Eine direkte Verbindung zwischen Blattwurzel und Lager 10 ohne Sattel ist gestaltungsbedingt auch möglich.The connection of bearing 10 with the blade root of the rotor z. B. via saddle 18 of FIG. 2 represents only one possible construction. The saddle 18 may include the leaf root or be flanged to it. A direct connection between the leaf root and the bearing 10 without a saddle is also possible due to the design.

Drehachse 11 des Rotors (Anspruch 3), im Bereich der Turmspitze/ -achse 12/14 gelenkig gelagert, kann gegenüber der Horizontalen auch leicht geneigt sein.Axis of rotation 11 of the rotor (articulated in the area of the tower tip / axis 12/14) can also be slightly inclined with respect to the horizontal.

Punkt 17 im Bereich der Blattwurzel ist Angriffspunkt für aktive Steuerungseingriffe um die Achse von Lager 10. Eine spielfreie Verstellung oder Regelung der Anstellung um diese Achse mittels Fliehkraft oder elektronisch über Stellmotor, Hydraulik usw. ist möglich, worauf hier jedoch nicht näher eingegangen werden soll.Point 17 in the area of the blade root is the point of attack for active control interventions around the axis of bearing 10 . A backlash-free adjustment or regulation of the adjustment about this axis by means of centrifugal force or electronically via servomotor, hydraulics, etc. is possible, but this will not be discussed in more detail here.

Turmachse 14 nach Fig. 3 (Anspruch 4) kann bei Horizontalschub auf die Turmspitze 12 um Turmfußlager 13 dadurch aus ihrer senk­ rechten Ruhelage kippen, daß z. B. drei um 120° versetzte Abspann­ seile 15 untereinander durch Seile 16 zusammengezogen sind.Tower axis 14 according to FIG. 3 (claim 4) can tilt with horizontal thrust on the top of the tower 12 around tower foot bearing 13 from its vertical right rest position that z. B. three by 120 ° offset guy ropes 15 are pulled together by ropes 16 .

Claims (5)

1. Einblattrotor für horizontale oder vertikale Drehachsen, gelen­ kiger Lagerung der Systemkomponenten und passiver, aerodynami­ scher Selbststeuerung, dadurch gekennzeichnet, daß der Ro­ tor aus Blatt (4) und Gegenblatt (1) besteht, die im Be­ reich der Blattwurzel zueinander geknickt sind, Achse (7) des Rotors und Blattachse (8) sich unter einem Winkel ß schneiden und Schwerpunkt/Lager (9/10) des Rotors nicht auf Blattachse (8), sondern auf der nach innen gekrümmten Seite des Rotors liegen, wodurch die Anströmung auf Blatt­ achse (8) des Rotors nicht senkrecht, sondern unter dem Winkel 90° +/-β erfolgt.1. single-blade rotor for horizontal or vertical axes of rotation, articulated storage of the system components and passive, aerodynamic self-control, characterized in that the rotor consists of blade ( 4 ) and counter blade ( 1 ), which are bent towards each other in the area of the blade root, Axis ( 7 ) of the rotor and blade axis ( 8 ) intersect at an angle ß and the center of gravity / bearing ( 9/10 ) of the rotor is not on the blade axis ( 8 ) but on the inward curved side of the rotor, causing the flow to Blade axis ( 8 ) of the rotor is not vertical, but at an angle of 90 ° +/- β. 2. Einblattrotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ro­ tor mit einem Rotorlager (10) verbunden ist, welches neben seiner Drehachse (11) keine Schlagachse, sondern lediglich eine Achse in Längsrichtung des Rotors aufweist, die deck­ ungsgleich mit Achse (7) des Rotors sein kann, wodurch der Rotor eine mit der Pitchbewegung vergleichbare Drehbewe­ gung um diese Achse von Lager (10) ausführen kann.2. Single-bladed rotor according to claim 1, characterized in that the ro tor is connected to a rotor bearing ( 10 ) which, in addition to its axis of rotation ( 11 ) has no striking axis, but only one axis in the longitudinal direction of the rotor, which coincides with the axis ( 7 ) of the rotor, whereby the rotor can perform a rotary movement comparable to the pitch movement about this axis of the bearing ( 10 ). 3. Einblattrotor nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ro­ tor, zum Antrieb einer Windkraftmaschine, über Lager (10) mit einer horizontalen Drehachse (11) verbunden ist, die im Bereich der Turmspitze/-achse (12/14) gelenkig gelagert ist, wodurch diese, bei aus der Drehebene resultierenden radialen Stößen auf die Drehachse (11), eine Nutationsbe­ wegung in Form eines Kegel s um ihre Ruhelage ausführen kann. 3. single-bladed rotor according to claim 1 and 2, characterized in that the ro tor, for driving a wind turbine, is connected via bearings ( 10 ) with a horizontal axis of rotation ( 11 ) which in the region of the tower tip / axis ( 12/14 ) is articulated, whereby this, in the event of radial impacts on the axis of rotation ( 11 ) resulting from the plane of rotation, can execute a nutations movement in the form of a cone s about its rest position. 4. Einblattrotor nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ro­ tor über Lager (10) und gelenkig gelagerte Drehachse (11) mit einem Turm verbunden ist, der um 120 versetzte Ab­ spannseile (15) aufweist, die ihrerseits untereinander durch Seile (16) zusammengezogen sind, wodurch der Turm nur in Ruhelage senkrecht steht und, bei Horizontalschub auf seine Spitze (12), begrenzt um Turmfußgelenk/-lager (13) Kippbewegungen ausführen kann.4. single-bladed rotor according to claim 1 to 3, characterized in that the ro tor via bearing ( 10 ) and articulated axis of rotation ( 11 ) is connected to a tower which has 120 offset from tensioning ropes ( 15 ), which in turn by ropes ( 16 ) are contracted, so that the tower is only vertical in the rest position and, when pushed horizontally to its tip ( 12 ), can perform tilting movements limited to the tower foot joint / bearing ( 13 ). 5. Einblattrotor nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ro­ tor über Lager (10) mit einer vertikalen Drehachse (11) verbunden ist, wodurch diese, seitens eines Motors ange­ trieben, als Antriebswelle einer senkrecht startenden Flugmaschine arbeiten kann.5. single-bladed rotor according to claim 1 and 2, characterized in that the ro tor via bearing ( 10 ) with a vertical axis of rotation ( 11 ) is connected, whereby this, driven by a motor, can work as a drive shaft of a vertically starting flying machine.
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DE202018004658U1 (en) 2018-10-08 2019-01-30 Werner Kraus Design of the 1 blade rotor on a small wind turbine as LUV rotor, equipped with defined distributed counterweights on the rotor flange

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