DE3125491A1

DE3125491A1 - Konvertersegel

Info

Publication number: DE3125491A1
Application number: DE3125491A
Authority: DE
Inventors: Felix von Dipl.-Ing.(FH) 7981 Berg König
Original assignee: KOENIG FELIX VON DIPL ING FH
Current assignee: KOENIG FELIX VON DIPL ING FH
Priority date: 1981-06-29
Filing date: 1981-06-29
Publication date: 1983-01-13

Description

Felix von König
Rich.Strauß-Str.25
7981 Berg

Patentanmeldung: Konvertersegel.

Beschreibung:

a. Anwendungsgebiet

Das Anwendungsgebiet ist die Schiffahrt vor allem günstig für mittlere Schiffseinheiten im Küstenverkehr aber auch allgemeine Das Konvertersegel kann als Hauptoder Hilfsantrieb auf "Booten universal wie ein Motorantrieb angewendet v;erden_p solange überhaupt ein Wind vorhanden ist_o

b_c Stand der Technik:

V/egen des hohen Ölpreises existieren im In- und Ausland Projekte, die Segelschiffahrt wieder einzuführen«, Dabei sind 3 Wege im Π-espräch:

1. Die Entwicklung starrer, aerodynamisch geformter und fernbedienter Segel. Seit September 1980 fährt ein ,•japanischer Tanker mit einem solchen Segel als Hilfsantrieb.

2_e Der Einsatz von Plettner-Rotoren, die bis zu großen Einheiten beherrscht werden können„

3o Die Verwendung eines großen Windrades mit vertikaler oder horizontaler Achse, dessen Energie über eine elektrische Welle einer Schiffsschraube zugeführt werden soll« Der Vorteil dieser Ausrüstung ist, daß damit das Schiff auch gegen den Wind segeln kann. Um mit einem Windrad der Schiffsschraube 100 kW zur Verfügung zu stellen, bedarf es bei einem Wind von 8 m/s bereits eines Windraddurchmessers von 32 Meter, das auf einem schwankenden Schiff bei Sturm nicht mehr betriebssicher ist₀ Es ist vielmehr für Schiff und Mannschaft eine "Bedrohung,,

BAD ORJGIMAL

Felix von König _ j_

c. Darstellung der Erfindung:

Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß z.B_o ein rahähnliches Segel durch ein ebenes oder gekrümmtes Stahlgitterfachwerk ersetzt wird, das an einem Mast um 360 schwenkbar angebracht wird, damit es immer in der effektiven Windrichtung ansteht₀ In jedes Gitterfeld wird ein kleines, handelsübliches Windrad eingebracht, das jeweils nur aus 2 schmalen Flugelblättern besteht, damit bei deren Stillstand im Sturm nur ein geringer Luftwiderstand vorhanden ist (siehe Figur 1)„ Die Windenergiekonverter (WEK) treiben je direkt einen Generator an, dessen Strom den Antriebsmotor der Schiffsschraube speist. Wahlweise wäre auch eine mechanische Übertragung der WEK-leistung auf die Schraubenwelle denkbar.

Erfindungsgemäß wird also ein ^uchsegel durch eine Anzahl von Windrädern ersetzt, was zu dem Begriff "Konvertersegel" (KS) führt. Die Erfindung des KR erhöht die klassische Segelflächenleistung auf mehr als das Doppelte, da der Wirkungsgrad eines WSK um das 2,3fache größer ist als der eines ^uchsegels. Außerdem ist eine nahezu kontinuierliche Veränderung der Segelfläche durch die wahlweise Zu- oder "^-"^^ltung von WEK mit Fernbedienung in Sekundenschnelle möglich. Die Segelfläche kann damit laufend dem Wind, der gewünschten Leistung oder der Krängung des Schiffes angepaßt werden,, Durch die Erfindung ist es möglich, bei Sturm nur mit der untersten Reihe der WEK zu fahren, die dabei noch die Nennleistung des gesamten KS erbringt und durch ihre tiefe Lage nur eine mäßige Krängung zur Folge hat» Mit dem KS wird das Schiff sturmsicher, schnell und kann auch gegen den Wind fahren«, Es ist wie ein Motorschiff manövrierbar. 12 WEK mit 7,5 nr erbrächten bei einem Wind von 10 m/s eine Schraubenleistung von 150 kW, die in 12 Stufen variiert werden können»

Felix von König - V- ^

Die zweimalige Knickung der KS-Fläche (siehe Figur 2) hat zur Folge, daß sich das ganze KS stabiler in die effektive Windströmung einstellt, die sich aus dem natürlichen Wind und dem Fahrwind des Schiffes zusammensetzt, Außerdem wird durch die Knickung ein größerer Abflußquerschnitt hinter den WEK geschaffen, der den Wirkungsgrad günstig beeinflußt (siehe Figur 2)„ Für die WEK-leistung gilt die "Betz'sche Gleichung:

P = 0,000285 · V³O D²o η_? (kW) Darin ist ν die Windgeschwindigkeit in m/s, D der Windraddurchmesser in Meter, η-^ der Flügelwirkungsgrad.

d_e Absicht der Erfindung;

Mit dem KS soll ein braut-noarer Antrieb für Segelschiffe (siehe Figur 3), ob als Haupt- oder Hilfsantrieb, angeboten werden, dessen Segelflachenleistung verdopüelt wird_o Durch die Unterteilung der^ Segelfläche in viele WEK-Flächen soll eine schnelle Leistungsanpassung an die Anforderungen ermöglicht werden, ura ohne den Einsatz von Matrosen eine optimale Nutzung des Windes und eine Erhöhung der Sturmsicherheit zu erreichen. Erfindungsgemäß soll auch die Wirtschaftlichkeit der Segelschifffahrt durch geringes Personal, Sicherheit der Anlagen durch die Wahl kleiner WEF", eine bessere Frachtraumnutzung durch Wegfall von Segelreserven und die volle Zugänglichkeit des Decks herbeigeführt werden₀ Das Fahren gegen den Wind ist nicht nur ein wirtschaftlicher Vorteil, sondern läßt ein leichtes und sicheres Manövrieren wie mit »ine?. Motorboot zu»

e_e Die Fortschritte der Erfindung sind:

1„ Erhöhung der Segelleistung auf das Doppelte, bezw_o

Verkleinerung der Segelfläche auf die Hälfte. 2* Fahrt gegen den Wind durch den Schraubenantrieb, was

eine Strecken- und Zeitersparnis erbringt₀ 3. Verbesserung der Manövrierfähigkeit des Segelschiffes bis zur Güte von Motorschiffen«,

3 ι,/ ο A 9

Felix von König - S- ^

4· Einfache leistungsanpassung an den Bedarf durch ferngesteuerte Zu- und Abschaltung von beliebig vielen WEK₀

5ο Erhöhung der Sturmsicherheit des Schiffes durch Außerbetriebsetzung der oberen WEK,

6ο Gute Fahrt bei Sturm mit ausschließlichem Betrieb der unteren WEK_C

7. Minderung der Krängung des Schiffes durch entsprechende Wahl der in Betrieb belassenen WEK₀

8. Geringe Reparaturanfälligkeit kleiner WEK und Möglichkeit einer Reservehaltung»'

9c Das Konvertersegel bedarf keiner Bedienungsmannschaft β

10. Der Preis vieler kleiner Windräder ist wesentlich billiger als die Herstellung eines großen Windrades»

11. Da beim KS jegliches Takelzeug entfällt, wirä das Deck des Schiffes für andere Zwecke frei_o

BAD ORIGINAL

Claims

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Felix von König
Rieh.Strauß-Str_o 25
7981 Berg

Pat entanspruch

Ersatz einer Segelfläche durch eine Anzahl von kleineren Windenergiekonvertern und damit Schaffung eines Konvertersegels.

Das Konvertersegel ist dadurch gekennzeichnet, daß ein ebenes oder gekrümmtes Gitter aus Stahl oder einem anderen biegungsfesten Material,einem Segel ähnlich, um einen Mast schwenkbar angeordnet wird₀ Erfindungsgemäß werden in die einzelnen Gitterflächen Windrädereingebaut, so daß die ganze fiktive Segelfläche dicht mit Schnellaufenden Windrädern ausgefüllt ist. Die einzelnen Windräder werden elektrisch oder mechanisch jederzeit voneinander lösbar zusammengefaßte Ihre Einzel- oder Summ en leistung treibt mechanisch oder über einen Elektromotor die Schiffsschraube an. Das oder die Konvertersegel eines Schiffes werden durch Fernsteuerung geregelt c^a"^ -u- und abgeschaltet. Ein weiteres Kennzeichen des Konvertersegels ist, daß ein von ihm über die Schiffsschraube angetriebenes Schiff auch gegen den Wind segeln kann_o