DE102007049771A1 - Method for the targeted control and use of thrust forces on a rotor circuit, in particular for controlling the movement of objects - Google Patents
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Abstract
Ein Gegenstand 30 wird mit mindestens einem geregelten Rotorkreis 34, 35 verbunden. Durch eine Verdrehung der Rotorblätter werden die Schubkräfte beeinflusst, die der Wind auf diesen Rotorkreis ausübt. Durch diese Kräfte soll der Gegenstand stabilisiert oder gezielt bewegt werden. Bei hängenden Gegenständen und bei Schiffen wird damit eine schnelle Reaktion auf Krafteinwirkungen durch Wind und Wellen ermöglicht.An article 30 is connected to at least one controlled rotor circuit 34, 35. By rotating the rotor blades, the thrust forces that the wind exerts on this rotor circle are influenced. These forces are intended to stabilize or specifically move the object. For suspended objects and ships, this enables a quick reaction to the effects of wind and waves.
Description
Aufgabe und Stand der TechnikTask and state of the art
Der Wind führt zu Windkräften und dadurch ausgelösten Bewegungen, die bei hoch aufragenden und relativ leichten Objekten besonders ins Gewicht fallen. Ein Aufschaukeln von Bewegungen infolge Resonanz kann diesen Einfluss verstärken. Besonders bei hängenden Gegenständen kommt es leicht zu Pendelbewegungen.Of the Wind leads to wind forces and thereby triggered Movements that occur in towering and relatively light objects especially significant. A building up of movements as a result of resonance can reinforce this influence. Especially with hanging objects it comes easy to pendulum movements.
Die Installation der Rotoren bzw. Rotorblätter von Windenergieanlagen ist oft nur bei mäßigen Windstärken möglich, wie sie gerade an Standorten mit guten Windverhältnissen selten vorkommen. Bei Bergbahnen entstehen mitunter Betriebsunterbrechungen durch auf die Gondeln angreifenden Wind.The Installation of rotors or rotor blades of wind turbines is often only possible with moderate wind forces, such as they rarely occur in locations with good wind conditions. At mountain railways occasionally interruptions occur on the gondolas attacking wind.
Ein stetig angreifender Wind würde wenigstens eine Schräglage des hängenden Objekts hervorrufen. Problematischer sind besonders die kurzzeitig wirkenden Turbulenzen und dadurch entstehende Veränderungen der Windkräfte und resultierende Pendelbewegungen. Geschickte Kranführer können Pendelbewegungen in begrenztem Maße „auffangen", eine Reaktion auf plötzlich angreifende Windböen ist aber kaum möglich.One steadily attacking wind would at least one inclined position of the hanging Cause object. More problematic are the short-term acting turbulence and resulting changes the wind forces and resulting oscillations. Skillful crane operators can oscillate to a limited extent "catching", a reaction to suddenly attacking gusts of wind but it is hardly possible.
Bei Masten bzw. leicht gebauten Türmen führen Windkräfte zu Schwingungen und die Wechsellasten führen zu zusätzlicher Materialermüdung.at Masts or slightly built towers to lead wind forces to vibrations and the alternating loads lead to additional material fatigue.
Bewegungen von Schiffen im Seegang können zu Seekrankheit führen. Unerwünscht ist auch der zusätzliche Fahrtwiderstand beim Eintauchen des Rumpfs in Wellenberge. An sich bekannt ist die Tatsache, dass ein Segel bzw. Stützsegel zur Stabilisierung eines Schiffes beiträgt. Ein Segel ist jedoch entsprechend seiner Größe vergleichsweise träge aktiv zu handhaben, und es sind große Kräfte erforderlich, um ein Segel zu bewegen, insbesondere um es zu trimmen.movements of ships in the sea can lead to seasickness. Undesirable is also the extra Travel resistance when submerging the hull in wave mountains. Per se known is the fact that a sail or support sail for stabilization contributes to a ship. However, a sail is relatively sluggishly active according to its size to handle, and they are big personnel required to move a sail, especially to trim it.
Bei Segelschiffen kann es durch Böen zum Kentern kommen. Ein schnelles Auffieren bzw. Loslassen der Leinen wirkt dort mitunter nicht schnell genug, ein stärkeres Reffen der Segel ist bei leistungsorientierter Fahrt unerwünscht. Hier besteht der Bedarf, einer plötzlich zunehmenden Windkraft auf die Segel entgegen zu wirken.at Sailing ships can be through gusts to capsize. A fast Auffieren or letting go of the lines Sometimes it does not work fast enough, there is a stronger reefing of the sails undesirable in performance-oriented driving. There is a need here one suddenly increasing wind power to counteract the sails.
Der Wellengang führt zu Wellenkräften auf die Türme von Offshore-Windenergieanlagen, die im vorderen und hinteren Teil einer Welle unterschiedlich ausgerichtet sind. Ungünstig ist eine Addition von Wind- und Wellenkräften mit der gleichen Richtung.Of the Swell leads to wave forces on the towers from offshore wind turbines, in the front and rear a wave are aligned differently. Unfavorable an addition of wind and wave forces with the same direction.
Zum Stand der Technik gehört es, dass Windturbinen eine sogenannte Pitch-Regelung erhalten, mit der bei Erreichen der Nennleistung die Rotorblätter sukzessive „aus dem Wind gedreht" werden, um damit die Leistung zu begrenzen und insbesondere auch die Schublasten und damit die Lasten in der Anlage zu begrenzen. Im normalen Betriebszustand von Windturbinen wird die Rotorblattverstellung dazu genutzt, den Rotor so zu verstellen, dass die Stromerzeugung maximiert wird, bzw. dass sie bei starkem Wind entsprechend der maximalen Leistung des Generators eingestellt wird. Die Rotorblattverstellung wird ebenfalls zur Begrenzung von Extremlasten in der Anlage selbst genutzt. Insbesondere bei Böen kann eine schnelle Abregelung der Windturbinenleistung erreicht werden. Eine Verstellung der Rotorblätter nach anderen Gesichtspunkten ist regelmäßig nicht vorgesehen.To the State of the art belongs that wind turbines get a so-called pitch control, with when the rated power is reached, the rotor blades successively "out of the Wind turned "to thus limiting the performance and in particular the thrust loads and thus to limit the loads in the plant. In normal operating condition From wind turbines, the rotor blade adjustment is used to the Adjust the rotor so that power generation is maximized, or that they are in strong wind according to the maximum power of the generator is set. The rotor blade adjustment is also used to limit extreme loads in the plant itself. Especially with gusts can achieve a rapid reduction of wind turbine performance become. An adjustment of the rotor blades for other aspects is not regularly intended.
Aufgabe der Erfindung ist es nun, durch Wind und Wellen entstehenden Lasten bzw. Bewegungen entgegenzuwirken, bzw. nach Bedarf Kräfte auf einen Gegenstand zu erzeugen.task The invention is now, by wind and waves resulting loads or counteract movements, or on demand forces to create an object.
Erfinderischer Grundgedanke: Steuerung der Schubkräfte eines RotorsInventive idea: control the pushing forces a rotor
Die eingangs genannten Bewegungen sind direkt oder indirekt mit dem Wind verbunden, der zu Bewegungen führt bzw. die Wellenentstehung antreibt. Bei einem Schiff oder einem frei hängenden Gegenstand fehlt die Möglichkeit, eine Gegenkraft durch Abstützung auf dem Erdboden zu erzeugen.The The movements mentioned are directly or indirectly with the Wind connected, which leads to movements or the wave formation drives. For a ship or a free hanging object is missing Possibility, a counterforce by support to produce on the ground.
Die Erzeugung einer Gegenkraft kann stattdessen vorteilhaft durch gezielte Nutzung und Steuerung der Windkräfte bewirkt werden (Anspruch 1). Eine Möglichkeit zur Erzeugung einer variablen Kraft ist die Verwendung einer Windturbine mit pitch-Verstellung mit rotierenden und zusätzlich um ihre Langsachse verstellbaren flachen Rotorblättern. Ebenfalls möglich ist die Verwendung einer ähnlich funktionierenden, vorrangig nicht auf Energiegewinnung abzielenden Vorrichtung mit rotierenden Rotorblättern; als Rotorblätter werden hier generell die einen Schubwiderstand im Wind erzeugenden flachen Gegenstande gerechnet, die um eine Rotorachse kreisen. Die überstrichene Fläche wird als Rotorfläche bezeichnet.The Generating a drag can instead be beneficial through targeted Use and control of wind forces be effected (claim 1). One way to generate a variable force is the use of a wind turbine with pitch adjustment with rotating and in addition about their longitudinal axis adjustable flat rotor blades. Also possible the use of a similarly functioning, primarily non-energy generating device with rotating rotor blades; as rotor blades Here are generally the one shear resistance in the wind generating calculated flat objects that revolve around a rotor axis. The swept over area is called rotor surface designated.
Die Schubwirkung des Windes auf den Rotorkreis soll nun genutzt werden, genau genommen gezielte Veränderungen der Stärke der Schubkraft.The Shearing effect of the wind on the rotor circuit should now be used strictly speaking, targeted changes the strength the thrust.
Durch die Kreisbewegung des Rotorblattes bzw. der Rotorblätter wird eine Rotorfläche überstrichen, die groß ist im Vergleich zur Fläche eines Rotorblattes. Für die Schubwirkung auf das kreisende Rotorblatt ist neben der Windstärke in erster Linie die Fläche des Rotorkreises maßgeblich, nicht die Abmessung eines Rotorblattes. Für eine Veränderung der Schubkraft ist eine Verdrehung des Rotorblattes um seine Langsachse erforderlich. Dabei wird das Rotorblatt zwischen einer Position etwa senkrecht zum Rotorkreis bzw. parallel zur scheinbaren Anströmrichtung (geringe Schubkräfte) und im geringem Winkel zum Rotorkreis bzw. in größerem Winkel zur scheinbaren Anströmrichtung (hohe Schubkräfte) verstellt.Due to the circular movement of the rotor blade or the rotor blades, a rotor surface is swept over, which is large in comparison to the surface of a rotor blade. For the thrust effect on the rotating rotor blade, in addition to the wind force, primarily the area of the rotor circle is decisive, not the dimension of a rotor blade. For a change in the thrust is a rotation of the rotor blade required for his long axis. In this case, the rotor blade between a position approximately perpendicular to the rotor circuit or parallel to the apparent direction of flow (low shear forces) and at a slight angle to the rotor circuit or at a larger angle to the apparent flow direction (high shear forces) adjusted.
Wegen seiner länglichen Form stellt eine Verdrehung des Rotorblattes um seine Längsachse eine Drehung gegen ein vergleichsweise geringes Dreh-Trägheitsmoment dar. Die Verdrehung erfordert daher relativ geringe Kräfte und kann deshalb vergleichsweise schnell erfolgen.Because of its elongated Form constitutes a rotation of the rotor blade about its longitudinal axis Rotation against a comparatively low rotational moment of inertia The rotation therefore requires relatively low forces and can therefore be done relatively quickly.
Im Vergleich zu einem Segel kann bei einer Windturbine die entstehende Querkraft relativ schnell verändert werden, weil ein vergleichsweise kleines Profil des Rotorblattes eine größere (Rotor-)Fläche überstreicht. Dadurch kann die vom Wind erzeugte Schubkraft senkrecht zur Rotorfläche sehr schnell verändert werden (Anspruch 1, 2).in the Compared to a sail, the wind turbine can produce the resulting Transverse force changed relatively quickly be, because a comparatively small profile of the rotor blade sweeps over a larger (rotor) surface. As a result, the thrust force generated by the wind can be very perpendicular to the rotor surface changed quickly be (claim 1, 2).
Die Rotorblattverstellung bietet daher eine Möglichkeit zur sehr zügigen Veränderung der Schubkraft des Windes.The Rotor blade adjustment therefore offers a possibility for very rapid change the thrust of the wind.
Durch eine auf die Schubkraftentstehung abzielende Steuerung eines Rotorblattes können nun bei genügendem Wind Kräfte quer zum Rotorkreis in kurzer Zeit auf- und abgebaut werden. Durch eine Drehung des Rotorkreises bzw. der Rotorebene schräg zur Windrichtung (statt senkrecht zur Windrichtung, wie es zur Windenergieerzeugung zweckdienlich ist) kann auch die Richtung dieser Kräfte beeinflusst werden.By an aimed at the generation of thrust control of a rotor blade can now with enough Wind forces across the rotor circle in a short time and dismantled. By a rotation of the rotor circuit or the rotor plane obliquely to the wind direction (instead of perpendicular to the wind direction, as it is for wind energy production is appropriate) can also affect the direction of these forces become.
Gelingt es, das Rotorblatt während des Umlaufs wiederholt so zu verstellen, dass sich auf verschiedenen Seiten des Rotorkreises während des Umlaufs jeweils unterschiedlich starke Schubkräfte ergeben, kann damit auch ein Drehmoment erzeugt werden. Auch durch die Anordnung mehrerer solcher Rotoren, vorzugsweise mit genügendem Abstand an Hebelarmen beidseitig eines zu stabilisierenden Objektes, an denen in unterschiedlicher Weise Schubkräfte erzeugt werden, kann ein Drehmoment bewirkt werden.Succeed it, the rotor blade during of the circulation repeatedly to adjust so that on different Sides of the rotor circuit during of circulation each give different degrees of thrust, It can also be used to generate torque. Also by the arrangement several such rotors, preferably with sufficient distance to lever arms on both sides of an object to be stabilized, where in different Way shear forces can be generated, a torque can be effected.
Anwendung bei SchiffenApplication for ships
Je nach Aufgabenstellung kann eine solchermaßen geregelte Schubkraft genutzt werden, um eine Stabilisierung der Lage eines Schiffes herbeizuführen, oder um den Wellenbewegungen gezielt zu folgen.ever according to the task, such a controlled thrust can be used to stabilize the position of a ship, or to specifically follow the wave movements.
Mit einem Einbauort möglichst hoch auf dem Schiff, bevorzugt an der Spitze eines Masten, kann ein hohes Kippmoment durch die Vorrichtung erreicht werden.With a location as possible high on the ship, preferably at the top of a mast, one can high tilting moment can be achieved by the device.
Nickbewegungenpitching
Bei Gegen- oder Rückenwind kann ein Rotor, der in genügender Höhe angebracht ist, Nickbewegungen bewirken bzw. unerwünschten Nickbewegungen entgegenwirken.at Counterwind or tailwind can be a rotor that in sufficient Height attached is, cause pitching or counteract unwanted pitching movements.
Bewegt
sich ein Schiff etwa auf einen Wellenberg zu, gibt es je nach Zielsetzung
und Schiffsgröße unterschiedliche
Reaktionsmöglichkeiten:
Es
kann eine den Bug absenkende Kraft erzeugt werden, um dem zunehmenden
Auftrieb des Bugs entgegenzuwirken und damit Stampfbewegungen zu
vermeiden. Dies ist vor allem bei großen Schiffen bzw. bei Schiffen
mit vergleichsweise geringer Wasserlinienfläche im Verhältnis zur Masse aussichtsreich.If a ship moves towards a wave mountain, for example, there are different reaction options depending on the objective and size of the ship:
It can be generated a bow-lowering force to counteract the increasing buoyancy of the bow and thus avoid ramming. This is particularly promising in the case of large ships or vessels with a comparatively low waterline area in relation to the mass.
Dazu kann bei Wind von hinten der Rotor auf einem Wellenberg so gestellt werden, dass er eine maximal Schubkraft aufnimmt, mithin das Schiff nach vorne gekippt wird (Nickbewegung) und somit der Bug des Schiffes der Welle nach unten folgt. Umgekehrt würden die Rotorblätter in einem Wellental in Fahnenstellung gedreht würden, so dass der Rotor nur noch eine minimale Schubkraft aufnimmt und somit einem Eintauchen des Bugs in die nächste Welle entgegengewirkt wird.To can set the wind on a wave mountain in the wind from behind be that he absorbs a maximum thrust, hence the ship tilted forward (pitching motion) and thus the bow of the ship the wave follows down. Conversely, the rotor blades would be in a trough would be turned into a feathered position so that the rotor only still absorbs a minimum thrust and thus a dipping the bug in the next Wave is counteracted.
Es kann umgekehrt eine den Bug aufrichtende Kraft erzeugt werden, um damit dem Wellenberg zu folgen und abbremsende horizontale Kräfte zu vermindern, die bei einem Eintauchen des Bugs bzw. beim „Durchstechen" des Wellenbergs entstehen würden. Dies ist vor allem bei kleinen Schiffen bzw. einem großem Verhältnis zwischen Querschnitt des Rumpfes und Schiffsmasse sinnvoll, und wenn vor allem eine große Geschwindigkeit angestrebt wird.It Conversely, a force that raises the bow may be generated to to follow the wave mountain and reduce decelerating horizontal forces, when diving in the bow or when "piercing" the wave crest would arise. This is especially true for small vessels or a large ratio between Cross-section of the fuselage and bulkhead makes sense, and if before all a big one Speed is sought.
Als dritte Möglichkeit kann auch eine nützliche Nickbewegung des Schiffes ausgelöst werden: Es könnte rechtzeitig vor Erreichen einer Welle eine den Bug absenkende Kraft erzeugt werden: Beispielsweise könnte noch in dem Wellental durch Verstärkung des von hinten angreifenden Schubs ein Kippmoment nach vorne und somit ein Eintauchen des Bugs bewirkt werden. Die den Bug absenkende Kraft wird dann knapp vor dem Wellenberg wieder aufgehoben, woraus dann durch die Wirkung von Auftrieb die erwünschte, nach oben gerichtete Gegenbewegung folgt, deren Schwung nun genutzt wird, um noch besser über den nächsten Wellenberg hinweg zu kommen.When third possibility can also be a useful one Nick movement of the ship triggered be: it could in time before reaching a wave, a force lowering the bow could be generated: For example still in the trough by strengthening the attacking from behind Shove a tilting moment forward and thus a dip of the bug be effected. The force lowering the bow then becomes just ahead the wave mountain lifted again, from which then by the effect of boost the desired, upward counter-movement follows, whose momentum is now used even better about the next Wellenberg to get away.
Weitere Anwendungen bei SchiffenFurther applications for ships
Die Anordnung je eines derartigen Rotors im vorderen und hinteren Teil des Schiffes kann bei seitlichem Wind dazu genutzt werden, die Gierbewegungen des Schiffes um eine vertikale Achse auszugleichen. Sofern dabei gleichzeitig Drehmomente um die horizontale Längsachse des Schiffes entstehen, die Rollbewegungen auslösen würden, können diese zusammen mit den wellenbedingten Rollbewegungen durch Ansteuerung der Stabilisatorflossen des Schiffes ausgeglichen werden, da Rollbewegungen fahrender Schiffe von solchen Stabilisatoren vergleichsweise gut kompensiert werden können. Sind der vordere und der hintere Rotor gleich hoch über der Rollachse des Schiffes angebracht und werden sie so angesteuert, dass die Summe der Schubmomente auf die Rotoren gleich bleibt, und sie nur unterschiedlich auf beide Rotorflächen verteilt werden, entstehen erst gar keine Rollbewegungen durch den Rotorbetrieb.The arrangement of each such rotor in the front and rear of the ship can be used in lateral wind to the yaw to balance the ship around a vertical axis. If at the same time torques arise about the horizontal longitudinal axis of the vessel, which would trigger rolling movements, these can be compensated together with the wave-related rolling movements by controlling the stabilizer fins of the ship, since rolling movements of moving vessels can be compensated comparatively well by such stabilizers. If the front and the rear rotor are mounted at the same height above the roll axis of the ship and are controlled so that the sum of the thrust moments remains the same on the rotors, and they are only distributed differently on both rotor surfaces, no rolling movements caused by the rotor operation ,
Durch Auf- und Abbau der Schubkräfte an beiden Rotoren gleichzeitig können Rollbewegungen eingeleitet werden bzw. kann der Entstehung von Rollbewegungen aus Wellenkräften entgegengewirkt werden.By Construction and dismantling of the thrust forces on both rotors simultaneously Rolling movements can be initiated or can the emergence of rolling movements from wave forces be counteracted.
Häufig wird der Wind etwa senkrecht zu den Wellenkämmen stehen, so dass eine Rotorstellung senkrecht zum Wind auch eine vorteilhafte Richtung der regelbaren Schubkräfte ergibt. Mit Hilfe zweier unterschiedlich ausgerichteter Rotorkreise könnten Kräfte bzw. Drehmomente in zwei unterschiedlichen Kipprichtungen unterstützt werden. Bei einer Ausrichtung des Rotors senkrecht zur Bewegungsrichtung des Schiffes kann der Wellenausgleich bzw. das Folgen der Wellen im Vordergrund stehen, dagegen bei Ausrichtung der Rotorachse parallel zur Bewegungsrichtung das Vermeiden eines seitlichen Umkippens des Schiffes durch Windkräfte (zu große Rollbewegung).Frequently becomes the wind are approximately perpendicular to the wave crests, so that a rotor position perpendicular Wind also gives an advantageous direction of the controllable thrust forces. With the help of two differently oriented rotor circles forces or Torques are supported in two different tilt directions. With an orientation of the rotor perpendicular to the direction of movement of the ship, the wave compensation or the consequences of the waves in the foreground, while in alignment of the rotor axis parallel to the direction of movement avoiding a lateral tipping of the Ship by wind forces (too much rolling motion).
Eine Ausrichtung schräg zum Wind würde dann aber mit einer ungünstigeren bzw. zusammenbrechenden Energieerzeugung in der Windturbine einher gehen. In solchen Fällen kann es günstiger sein, die Rotorblätter nicht mit einem klassischen Tragflächenprofil auszustatten, sondern auf die Auftriebswirkung der Profile zu verzichten und ihnen eine andere Form zu geben. Wichtig ist, dass die Rotorblätter je nach Ausrichtung viel oder wenig Schubkraft aufnehmen, was vorzugsweise durch eine flache Form erreicht wird. Der Querschnitt des Rotorblätter könnte z. B. eine Ellipse sein.A Alignment at an angle then to the wind would but with a less favorable one or collapsing power generation in the wind turbine walk. In such cases it may be cheaper the rotor blades not equipped with a classic wing profile, but to dispense with the buoyancy effect of the profiles and give them another Give shape. It is important that the rotor blades depending on the orientation a lot or little thrust, preferably by a flat Shape is achieved. The cross section of the rotor blades could, for. B. be an ellipse.
Bei der Navigation von Schiffen, besonders bei seitenwindempfindlichen Schiffen und Nutzung enger Fahrwasser, kann der Rotor dazu genutzt werden, dem Schiff in der Ausgangssituation eine weiter vergrößerte laterale Windangriffsfläche zu verleihen, die dann mit einem Gegensteuern des Ruders ausgeglichen würde. Wenn dann eine Böe den Windangriff verstärkt, kann die Windangriffsfläche des Rotors wesentlich schneller weggeregelt werden, als eine Reaktion des Ruders möglich wäre. Große Kreuzfahrtschiffe weisen oft eine Windangriffsfläche von über 5.000 qm auf, ebenso die Rotorkreise großer Windturbinen.at the navigation of ships, especially in side wind sensitive Ships and use of narrow fairway, the rotor can be used be the ship in the initial situation, a further enlarged lateral Windage to lend, which then compensated with a countersteering of the rudder would. If then a gust reinforced the wind attack, can the wind attack surface of the rotor are controlled much faster than a reaction the rudder possible would. Big cruise ships often have a windfall area of over 5,000 sqm, as well as the rotor circuits of large wind turbines.
Die Anordnung eines stabilisierenden Rotors könnte auch bei Segelschiffen an der Spitze des Masten erfolgen. Dies könnte bei Zweirumpfschiffen einen Betrieb mit einem aus dem Wasser angehobenen, „fliegenden" Rumpf erleichtern. In einer solchen Position würde die Stabilisierung gegenüber der an sich stark erhöhten Kentergefahr dann durch eine schnelles Regeln des Rotorkreises zustande kommen.The Arrangement of a stabilizing rotor could also be used in sailing ships done at the top of the mast. This could be a two-berth one Facilitate operation with a "flying" hull raised from the water. In such a position would the stabilization opposite which in itself greatly increased Kentergefahr then by a quick control of the rotor circle come.
Das Reglement bei Segelwettkämpfen kann dazu führen, dass auf eine stromerzeugende Turbine verzichtet werden muss und deshalb eine auftriebserzeugende Tragflächenform des Profils unnötig wird. Solche Reglements können auch eine manuelle Bedienung des Pitch-Mechanismus der Windturbine vorschreiben. Dabei kann es sinnvoll sein, dem Bediener einen intuitiv wahrnehmbaren Eindruck von der Stärke der wirkenden Schubkraft zu geben. Das kann z. B. durch Verstellung des Bodens, auf den der Bediener steht, oder durch eine Gegenkraft in den Bedienhebeln erfolgen.The Regulations for sailing competitions can lead to, that a power-generating turbine must be dispensed with and Therefore, a lift-generating airfoil shape of the profile becomes unnecessary. Such regulations can also a manual operation of the pitch mechanism of the wind turbine prescribe. It may be useful to give the operator an intuitively perceptible Impression of the strength to give the acting thrust. This can z. B. by adjustment of the ground on which the operator stands, or by an opposing force done in the control levers.
Die Verwendung eines Rotors mit nur einem Rotorblatt würde es leicht ermöglichen, dieses Rotorblatt bei Stillstand des Rotors sinnvoll auszurichten und wie ein stillstehender Segel zu nutzen. Dies könnte etwa bei Schwachwind erfolgen.The Using a rotor with just one rotor blade would make it easy enable, make this rotor blade meaningful at standstill of the rotor and how to use a resting sail. This could be done at low wind.
Anwendung bei hängenden GegenständenApplication with hanging objects
Eine weitere Anwendung der Erfindung ist der Ausgleich der Pendelbewegung von hängenden Gegenständen, etwa Bergbahnen oder von Kränen gehobenen Gegenständen, durch entsprechend angebrachte Rotorkreise. Das Pendeln kann unter anderem durch Bewegungen des Aufhängepunktes durch den Wellengang zustande kommen, insbesondere aber durch den Winddruck auf den Gegenstand. Da die unerwünschten Bewegungen hier direkt oder indirekt durch Windkräfte entstehen, ist in der Regel auch genügend Wind vorhanden, um eben diesen Bewegungen entgegenzuwirken.A Another application of the invention is the compensation of the pendulum motion of hanging objects, about Cable cars or cranes objects by appropriately mounted rotor circuits. The commuting can be under Others by movements of the suspension point by the waves come about, but especially by the wind pressure on the object. There the unwanted ones Movements here arise directly or indirectly through wind forces, is usually enough Wind exists to counteract these movements.
Auch ohne eine besondere Regelung der Schubkraft wirken derartige Rotoren in der Regel dämpfend auf Bewegungen senkrecht zum Rotorkreis, sofern es nicht zu einem Strömungsabriss an den Rotorblättern kommt. Ohne Regelung könnte ein Rotor, der mit einem hängenden Gegenstand mitschaukelt, einerseits die Schaukelbewegungen dämpfen, sie andererseits durch die vergrößerte wirksame Fläche auch verstärken. Durch eine Regelung des Anstellwinkels soll nun gezielt einer Pendelbewegung entgegengewirkt werden.Also Without a special control of the thrust act such rotors usually dampening on movements perpendicular to the rotor circle, unless it is to a stall on the rotor blades comes. Without regulation could a rotor hanging with a Swinging object, on the one hand dampen the rocking movements, they on the other hand by the enlarged effective area also reinforce. By controlling the angle of attack is now targeted a pendulum motion be counteracted.
Eine Abweichung von der Senkrechten des hängenden Seils durch die Wirkung der Schubkraft ist allerdings unvermeidlich. Mit einem geregelten, die Schubkraft stabilisierenden Rotor kann aber auch diese Abweichung in einer festen Schräglage stabilisiert werden, so dass auch insofern eine konstante Position des etwa von einem Kran gehobenen Gegenstands erreicht werden kann (Anspruch 4).A Deviation from the vertical of the hanging rope by the effect the thrust is inevitable. With a regulated, the Thrust stabilizing rotor can also this deviation in a fixed angle stabilized so that also in this respect a constant position can be achieved, for example, about a crane raised item (Claim 4).
Besondere Bedeutung hat diese Anwendung bei Gegenständen mit großen Abmessungen im Vergleich zu ihrem Gewicht, bei großen schwingenden Seillängen bzw. Hubhöhen, und bei starken Windgeschwindigkeiten, wie sie auf See und bei großen Hubhöhen häufig vorkommen.Special This application has significance for objects with large dimensions compared to their weight, with large swinging rope lengths or lift heights, and at high wind speeds, which are common at sea and at high altitudes.
Weitere
Anwendungsmöglichkeiten
bestehen im Betrieb im labilen Gleichgewicht oder näher an Grenzzuständen (vgl.
Abbildungenpictures
Falls
am Bug des luvseitigen „fliegenden" Rumpfes
Die
Rotorblätter
können
im Lee der Ausleger
Bei
mäßigen Schaukelbewegungen
der Gondel
Claims (5)
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