WO2007121904A1 - Besegelung des rotors einer windkraftanlage - Google Patents

Abstract

Besegelung angebracht an rotierenden Strukturen mit vertikaler Drehachse (1) zwecks Nutzung der dynamischen Kraft des Windes (W), wobei diese aus einem vertikalen Mast (4) welcher fest mit der rotierenden Struktur verbunden ist und von Wanten (6), einem Vorstag (7) und einem Achterstag (8) gehalten ist, aus einem Segel (10) von der Art Fock versehen mit Rollreffanlage (10a) und aus einer Selbstwendeeinrichtung (5, 5a) besteht.

Description

BESEGELUNG DES ROTORS EINER WINDKRAFTANLAGE

Es sind Windräder mit horizontaler Drehachse bekannt welche, zwischen dem vorstehenden Ende der sich horizontal drehenden Welle und dem Umfangsbereich eines an dieser angebrachten Speichenrades, gespannte Segel als Windflügel nutzen. Es sind weiters Windturbinen mit vertikaler Rotationsachse, mit feststehenden oder mit beweglichen Schaufeln bekannt.

Aus der US 6,926,491 ist eine Windturbine, bzw. ein Windrotor mit vertikaler Drehachse, bekannt welche aus einem Speichenrad mit vertikaler Drehachse und aus Schaufeln besteht wobei diese Schaufeln Segel sind welche mittels eines rechteckigen Rahmens aufgespannt sind und wobei dieser Rahmen aus einem drehbaren „Mast" , aus einem horizontalen „Baum", aus einem steifen zu besagtem Mast parallel angeordneten Element und aus einem steifen zu besagtem Baum parallel angeordnetem Element besteht. Der Mastfuß ist jeweils am entsprechenden Arm des Speichenrades drehbar gelagert. Diese „Schaufeln" sind, zusammen mit dem Mast und dem Spannrahmen, in ihrer Schwenkbewegung durch Sprossen begrenzt welche als Endanschläge wirken. Die Schwenkbewegung des Segels zusammen mit ihrem Spannrahmen und den Endanschlägen bewirkt, dass während der Drehung des Rotors das Segel, in Bezug auf die Windrichtung und auf die Lageänderung, bzw. Änderung des Winkels des Segels in Bezug auf die Windrichtung, bei Start von einer Position mit „Rückenwind" progressiv eine Position einnimmt welche zunehmend härter „am Wind" und schließlich in eine Position gegen den Wind einnimmt um anschließend die Gegenwindposition durch Trägheit und/oder durch die Wirkung der übrigen Schaufeln zu überwinden, wobei sich das Segel zuerst von der Endanschlagsprosse entfernt um anschließend an der zweiten Endanschlagsprosse anzuliegen sobald die Schaufel, durch Rotation des Speichenrades, einen gewissen Winkel zur Windrichtung einnimmt. Diese Rotation der Schaufel von einer Endanschlagsprosse zur anderen wird durch die Änderung des Einfallwinkels des Windes infolge der Lageänderung des „Bootes", also der Trägerstruktur an welcher der Mast angebracht ist, bestimmt. In der Seglersprache wird die Änderung der Fahrtrichtung gegen den Wind als „Wende" bezeichnet, die Wende ist das Manöver durch welches das Boot welches hart am Wind segelt derart gegen den Wind gesteuert wird, dass es die gegenüberliegende Flanke dem Wind aussetzt und dieser eventuell symmetrisch einfällt. Durch die Tatsache dass die einzelnen Schaufeln oder „Segel" die besagte Wende durch den Wechsel von einer Anschlagsprosse zur entgegengesetzten Anschlagsprosse ausführen können, wird erreicht, dass der Rotor, unabhängig von der Windrichtung, in Drehung versetzt wird wobei jedes einzelne Segel gegen den Wind bewegt werden kann indem es eine Position einnimmt welche dem Wind keine Angriffsfläche bietet, um anschließend wieder eine „aktive oder treibende" Position einzunehmen indem sie an der Endanschlagsprosse anliegen und die Kraft auf den entsprechenden Arm des Speichenrades übertragen.

Dieses System weist den Nachteil des steifen Spannrahmens für die Segel und der fehlenden Möglichkeit der Veränderung der Segelfläche in Bezug auf die Windstärke auf, weiters sind die Struktur des Rotors und insbesondere jene für die in Spannrahmen aufgespannten „Segel", für die Erstellung von Anlagen für die Nutzung der dynamischen Windkraft ohne Risiko von Betriebsunterbrechungen und häufiger Brüche kaum geeignet. Der in dieser Patentschrift aufgezeigte Rotor ist für die Nutzung starken Windes ungeeignet, es besteht die Gefahr von Brüchen wegen der plötzlichen Lageänderung der eingerahmten „Segel" welche eine plötzliche Änderung der Belastungen an der Rahmenstruktur , an den Endanschlagsprossen und an der Trägerstruktur bewirkt. Weiters ist bei diesem System nicht eine Optimierung der Position der Schaufeln in Bezug auf die kontinuierliche Änderung des Einfallwinkels des Windes während der Drehung des Rotors vorgesehen, die „aktiven" Positionen der Schaufeln sind von den zwei Endanschlagsprossen bestimmt.

Die Erfindung stellt sich die Aufgabe eine Besegelung zu schaffen welche auf rotierende Strukturen zwecks Nutzung der dynamischen Windkraft aufbaubar ist, wobei ein hoher Leistungsfaktor erreicht werden kann, der Aufbau, der Betrieb und die Instandhaltung einfach sein soll, eine große Betriebssicherheit auch bei starkem Wind oder bei Windböen gesichert sein soll und der Bau von Anlagen großer Ausmaße ohne übermäßigen Einfluss auf die Umgebung möglich sein soll.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass als rotierende Struktur ein Speichenradrotor mit vertikaler Drehachse und alternativ dazu ein „Karussell", zusammengesetzt aus unter sich verbundenen Laufwägen welche sich auf einer Piste oder auf Schienen bewegen, welche zwei zueinander parallele Abschnitte verbunden über zwei halbkreisförmige Abschnitte bilden, vorgeschlagen wird. Die selbe Besegelung ist erfindungsgemäß sei es am Rotor mit vertikaler Drehachse, als auch an jedem der unter sich verbundenen Laufwagen welche das „Karussell" bilden, aufbaubar. Der erfindungsgemäße Rotor hat vorzugsweise die Form eines Speichenrades und ist im Endbereich jedes der radialen Arme des Speichenrades mit einer erfindungsgemäßen Besegelung ausgestattet welche aus einem Mast besteht welcher von zwei seitlichen Wanten, von einem Vorstag und einem Achterstag in vertikaler Position festgehalten wird; die besagten Zuganker aus Stahlseilen können alle am Masttop befestigt sein und in einer horizontalen Ebene welche den Mastfuß beinhaltet an den abstehenden Enden einer starren kreuzförmigen Trägerstruktur verankert sein welche im Endbereich jedes radialen Armes des Rotors vorgesehen ist. Natürlich können die starren Elemente der besagten kreuzförmigen Struktur und auch die radialen Arme des Rotors durch Zuganker und/oder Streben oder starre Bauelemente stabilisiert werden, bzw. kann die gesamte Struktur des Rotors ein Gitterwerk sein welches eventuell verkleidet ist um die aerodynamischen Eigenschaften zu verbessern.

Die vertikalen Masten können einfache starre eventuell gegen den Masttop leicht konisch zulaufende Rohrprofile sein welche keine bekannte Rille für die bugseitige Segelkante aufweisen. Die Segel sind erfindungsgemäß vom Typ „Fock", ohne Baum und mit der bugseitigen Segelkante längs der gesamten Erstreckung am Vorstag befestigt, welcher, nachdem er ein Stahlseil ist keine Wirbel oder Turbolenzen bildet, weiters ist die Fock das Segel welches die ideale Nutzung der relativen Richtungsänderung des Windes während der Drehung des Rotors ermöglicht.

Jedes Segel ist mit einer bekannten Rollreffanlage ausgestattet welche durch Drehen des Vorstags das Segel einholt um dadurch die dem Wind ausgesetzte Segelfläche den Windverhältnissen und/oder dem Energiebedürfnis anpassen zu können. Erfindungsgemäß kann das Segel selbst oder dessen Bindung mit einer selbsttätigen Ausklinkvorrichtung versehen sein welche, im Falle zu hoher Windstärke, in Notsituationen, falls die Rollreffvorrichtungen oder andere Sicherheitseinrichtungen nicht funktionieren sollten, in Funktion tretet. Erfindungsgemäß ist jedes Segel mit einer bekannten Selbstwendevorrichtung ausgestattet welche es ermöglicht das Segel bei jeder Änderung der Windrichtung selbsttätig zu verstellen. Die Selbstwendevorrichtung besteht aus einer Schiene oder Führung mit Laufwagen welcher mit dem Schothom des Focksegels verbunden ist. Die besagte Schiene oder Führung hat eine zweifache Biegeverformung erfahren und zwar eine erste Biegung mit Zentrum im unteren Bereich der bugseitigen Segelkante und eine zweite Biegung wesentlich mit Zentrum in jenem Punkt an der bugseitigen Segelkante durch welchen eine Gerade welche durch das entsprechende Schothorn gezogen wird einen rechten Winkel mit der besagten Segelkante bildet. Das Segel welches längs der bugseitigen Segelkante am Vorstag befestigt ist und im Bereich des Schothorns am Laufwagen der Selbstwendevorrichtung befestigt ist ermöglicht es, außer der Anpassung der Segelfläche mittels Rollreffvorrichtung, auch eine „passive" Anpassung zu erreichen, nachdem die Unterkante des Segels nicht durch einen Baum gespannt und gehaltert wird und somit, innerhalb bestimmter Grenzen, gemäß der Windstärke und dem Einfallwinkel des Windes, verformbar und anpassbar (mehr oder weniger gewölbt) ist. Die besagten Grenzen sind wesentlich durch die Spannung zwischen der bugseitigen Segelkante und dem Schothorn und durch die Position des Laufwagens an der Schiene der Selbstwendeeinrichtung, bestimmt.

Insbesondere um die Leistung des erfindungsgemäßen Rotors zu optimieren, wird die Motorisierung der Laufwagen des Selbstwendesystems vorgeschlagen, im Sinne dass während der Drehbewegung des Rotors und somit in Bezug zur fortwährenden Änderung des Einfallwinkels des Windes an den verschiedenen Segeln, die Laufwagen ihre Position ändern um bei „Rückenwind" ein stärker „bauchiges" Segel mit dem Laufwagen in einer der äußersten Positionen an der Schiene zu haben, während bei zunehmend steilerem Einfallswinkel des Windes („am Wind - hart am Wind") sich der Laufwagen in Richtung Mitte der Schiene bewegt um anschließend, bei Einfallwinkel 0° („Gegenwind") die position in der Mitte der Schiene einzunehmen und um darauf bei zunehmendem Einfallwinkel auf der gegenüberliegenden Flanke, sich progressiv zum entgegengesetzten Schienenende zu bewegen. Auf diese Weise wird in der Situation „am Wind - hart am Wind" die Winkelstellung des Segels und dessen Form (weniger bauchig - flach) jene sein durch welche die höchste Effizienz gegeben ist. Die Motorisierung oder die Steuerung des Laufwagens der Selbstwendevorrichtung ist möglich indem an der Schiene oder an der Führung eine Zahnstange vorgesehen ist mit welcher ein Ritzel kämmt welches von einem Elektromotor am Laufwagen angetrieben wird, indem elektrische Stellantriebe, hydraulische oder pneumatische Kolbenantriebe oder motorbetriebene Seilzüge, bzw. Kettenzüge, die Verschiebung des Laufwagens übernehmen. Natürlich können auch die Rollreffanlagen, z.B. bei kleineren Anlagen, von Hand betätigt werden, direkt von einem Motor angetrieben werden oder mittels Seilzug, Kettenzug über Motorwinden, bzw. über motorbetriebene Ritzel, angetrieben werden. Der Antrieb der Rollreffanlagen ist vorteilhafterweise durch ein Anemometer gesteuert um die Anpassung der Segelfläche in Bezug auf die Windstärke zu erreichen ohne dabei den Lauf des Rotors zu unterbrechen; ein weiteres Kriterium für die Veränderung der Segelfläche kann ein zu erreichendes Energieniveau sein. Gemäß einer Weiterentwicklung des Erfindungsgedankens kann der Mast von zwei gespreizten Streben ersetzt werden welche am oberen Ende verbunden sind und wesentlich an Stelle der Wanten positioniert sind; auf diese Weise ist es möglich ein Segel mit größeren Ausmaßen zu verwenden wobei die Schiene der Selbstwendeeinrichtung nahe am Achterstag positioniert wird.

Um den Rotor gegen seitliche Belastungen stabil zu gestalten kann dieser an der Unterseite, z.B. an jedem der Arme mit Rollorganen ausgestattet sein welche auf einer ringförmigen Bahn laufen um auf diese die besagten Belastungen aufzunehmen ohne diese auf die zentrale Lagerwelle, bzw. auf die entsprechende Lagerung zu übertragen.

Der selbe Rotor bietet sich z.B. für den Aufbau eines Zahnkranzes an in welchen eventuell mehrere Zahnritzel eingreifen welche als, zum zentralen Antrieb der Lagerwelle, zusätzliche Antriebe nutzbar sind. Die Erfindung schließt nicht aus dass mehrere Rotoren gleicher Art übereinander und koaxial zueinander montiert werden, eventuell kann auch eine Abdeckung des Rotors angebracht werden um den Rotor oder die Rotoren vor Niederschlägen zu schützen. Der erfindungsgemäße Rotor bietet weiters die Möglichkeit dass jede einzelne Segeleinheit am entsprechenden radialen Arm des Rotors über mindestens einen Teil der Längserstreckung verschiebbar ist um auf diese Weise Das Drehmoment der Windstärke oder dem Energiebedarf, bzw. der eventuellen Notlage, anpassen zu können.

Der erfindungsgemäße Rotor ermöglicht die Erstellung von Windnutzungsanlagen mit niedrigem Einfluss auf die Umwelt weil, auch im Falle großer Ausmaße der Anlage, die Maße in vertikaler Richtung welche essentiell den Höhen der Masten entsprechen, kleiner sind als die Ausmaße in horizontaler Richtung welche wesentlich dem Durchmesser des Rotors entsprechen.

Insbesondere in Gegenden wo eine vorherrschende Richtung des Windes feststellbar ist schlägt die Erfindung vor die vorher beschriebene Besegelung auf eine rotierende „karusellartige" Struktur aufzubauen welche aus eine Reihe von Laufwägen besteht welche unter sich durch ein Seil oder eine Kette verbunden sind und auf Schienen, in Führungen oder auf einer Bahn laufen welche aus zwei parallelen geradlinigen Abschnitten besteht welche durch zwei, durch Umlenkseilrollen bestimmte, halbkreisförmige Abschnitte verbunden sind, wobei das besagte Seil oder die Kette an welche die Laufwägen befestigt sind über die genannten Umlenkseilrollen laufen. Die Umlenkseilrollen haben vertikale Drehachse und die Bahn für die Laufwägen erstreckt sich in einer horizontalen Ebene. Jeder der genannten Laufwägen ist mit einem vertikalen Mast, bzw. mit zwei gespreizten Streben, und einer Besegelung der oben beschriebenen Art ausgestattet. Diese rotierende Struktur wird so dem Wind ausgesetzt dass die langen geraden, zueinander parallelen Bahnabschnitte die Nutzung der vorherrschenden Windrichtung dienen während die halbkreisförmigen, durch die Umlenkseilrollen bestimmten, Bahnabschnitte so angeordnet sind dass diese der ungünstigen Windrichtung ausgesetzt sind wobei auf diese Weise erreicht wird dass dort wo die Segel „gegen den Wind" bewegt werden und somit nicht in der Lage sind die Windkraft zu nutzen, der Bahnabschnitt möglichst kurz ist. Die Wellen der beiden Umlenkseilrollen können als Antriebswellen des Systems genutzt werden. Diese Art von rotierender Struktur eignet sich z.B. für die Montage auf Staumauern, auf Bodenbefestigungswerken oder auf Befestigungswerken gegen Wellenerosion, auf verankerten Flößen, auf Pontons oder dergleichen. Die beschriebene erfindungsgemäße rotierende „karussellartige" Struktur kann auf einem, in einer horizontalen Ebene ausrichtbaren, Rahmen montiert sein so dass die geradlinigen Bahnabschnitte des Karussells" möglichst so ausgerichtet werdn können dass diese zur Windrichtung einen Winkel von ca. 90° bilden.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines, in den beigelegten Zeichnungen schematisch dargestellten, Ausführungsbeispieles der erfindungsgemäßen Besegelung, welche an erfindungsgemäßen rotierende Strukturen mit vertikaler Drehachse montiert ist, näher erklärt; dabei erfüllen die beigelegten Zeichnungen rein erklärenden, nicht begrenzenden, Zweck. Die Fig. 1 zeigt schematisch in perspektivischer Darstellung einen erfindungsgemäßen Windrotor welcher von vier radialen Armen gebildet wird, wobei an jedem der äußeren Enden dieser Arme eine erfindungsgemäße Besegelung aufgebaut ist.

Die Fig. 2 zeigt schematisch in perspektivischer Darstellung die erfindungsgemäße Besegelung samt Rollreffvorrichtung und Selbstwendevorrichtung.

Die Fig. 2a zeigt schematisch in perspektivischer Darstellung die erfindungsgemäße Besegelung samt Rollreffvorrichtung und Selbstwendevorrichtung, versehen mit zwei gespreizten Streben welche am oberen Ende verbunden sind und den Mast ersetzen.

Die Fig. 3 zeigt schematisch in Draufsicht den in Fig. 1 gezeigten erfindungsgemäßen Windrotor.

Die Fig. 4 zeigt in Draufsicht die verschiedenen möglichen Kurse in Bezug auf die Windrichtung.

Die Fig. 5 zeigt in schematischer Draufsicht eine rotierende „karussellartige" Struktur welche mit erfindungsgemäßen Besegelungen ausgestattet ist.

Die Struktur des erfindungsgemäßen Rotors hat wesentlich die Form eines Speichenrades welches von radialen Armen 3 mit vertikaler Drehachse 1 und feststehender Lagerung 2 gebildet wird, wobei eine runde oder poligonale Scheibenform nicht ausgeschlossen wird. An jedem der äußeren Enden der einzelnen radialen Arme 1 ist eine Besegelung (Fig. 2, 2a) montiert welche wesentlich aus einem vertikalen Mast 4, einem Segel 10 und aus einer Selbstwendevorrichtung 5, 5a besteht. Der Mast 4 ist ein einfaches Rohrprofil und in seiner vertikalen Position durch zwei Wanten 6, einem Vorstag 7 und einem Achterstag 8 gehalten, wobei diese alle mit ihrem oberen Ende am Masttop befestigt sind und mit ihrem unteren Ende an den entsprechenden Armen 3a, 3b, 3c einer kreuzförmigen Struktur verankert sind welche am äußeren Ende der einzelnen radialen Arme des Rotors vorgesehen sind, wobei die innere (zur Drehachse des Rotors gerichtete) Wante direkt am Arm 3 des Rotors befestigt ist.

Das SegeMO ist entlang der gesamten Erstreckung ihrer bugseitigen Segelkante am Vorstag 7 befestigt welcher mit einer bekannten Rollreffanlage 10a ausgestattet ist, während das Schothom am Wagen 5a, welcher sich entlang der Schiene 5 der Selbstwendevorrichtung bewegen 5b kann, befestigt ist. Die Schiene oder Führung 5 ist zweifach ausgewalzt um eine erste Bogenform mit Zentrum im untersten Punkt der bugseitigen Segelkante aufzuweisen und eine zweite Bogenform mit Zentrum wesentlich in jenem Punkt am Vorstag 7 an welchem eine durch das Schothorn des Segels 10 gezogene Gerade mit dem Vorstag einen rechten Winkel bildet, aufzuweisen. Die Bewegung 5b des Wagens 5a ist, zumindest an Anlagen eines gewissen Ausmaßes, motorisiert indem z.B. an der Schiene 5 eine Zahnstange und am Wagen 5a ein Elektromotor mit Zahnritzel vorgesehen sind; es wird jedoch die Steuerung des Wagens 5a mittels elektrischer Stellantriebe , pneumatischer oder hydraulischer Zylinder oder mittels, durch Winden oder Zahnräder bewegte Seil oder Kettenzüge, nicht ausgeschlossen.

Erfindungsgemäß können, zwecks Erhöhung der Segelfläche, an Stelle des Mastes 4 zwei steife, am oberen Ende verbundene und gespreizte, Streben 6x vorgesehen sein, in diesem Fall kann die Schiene 5 der Selbstwendevorrichtung auch in unmittelbarer Nähe des Achterstags 8 vorgesehen werden wobei die Möglichkeit geboten wird ein Segel mit größeren Ausmaßen vorzusehen.

Sämtliche Rollreffvorrichtungen können motorisiert sein und eventuell von einem Anemometer gesteuert werden um die Segelfläche automatisch der vom Anemometer erhobenen Windstärke anzupassen. Im Falle zu hoher Windstärke und bestehender Gefahr von Beschädigung am Rotor, können die Segel vollständig eingerollt werden; die dem Wind ausgesetzte Oberfläche des vollständig eingerollten Segels 10 ist in Bezug auf die Wirkung des Windes vernachlässigbar; die Erfindung sieht weiters das Anbringen bekannter Ausklinkvorrichtungen am Segel 10 und/oder an dessen Befestigungspunkten vor so dass in Notsituationen bei Überschreiten bestimmter Windstärken das Losklinken der Segel 10 erfolgen kann.

Die Struktur des Rotors kann durch Zuganker und/oder Streben 9 welche die radialen Arme 3 unter sich verbinden verstärkt werden; die kreuzförmigen

Strukturen welche von den Elementen 3a, 3b, 3c gebildet werden und am äußeren Endbereich der radialen Arme 3 vorgesehen sind können ihrerseits durch Zuganker und/oder Streben 8 verstärkt werden. Die besagten Strukturelemente 3, 3a, 3b, 3c können auch eine Gitterstruktur aufweisen welche eventuell verkleidet ist um die aerodynamischen Eigenschaften zu verbessern.

Bei Wind mit Windrichtung W welcher auf den mit mindestens zwei erfindungsgemäßen Besegelungen (Fig. 2, 2a) ausgestatteten Rotor wirkt verhält sich jede der Besegelungen während der Drehung R des Rotors auf die selbe Weise wie die Besegelung eines Bootes welches ein Wendemanöver um 360° in Richtung R (Fig. 4) ausführt. Die Besegelung in Position H bewegt sich „am Wind" , in Position B „quer zum Wind", in Position D „vor dem Wind" und in Position F erneut „am Wind". Zwischen der Position F und der Position H gibt es eine „gegen Wind" Position bei welcher der Einfallwinkel des Windes in Bezug auf die Längsachse des Systems (Längsachse des Bootes, Fig. 4, G) 0° beträgt. Der Wagen 5a der Selbstwendeeinrichtung befindet sich bei Position H (am Wind) im mittleren Bereich der Schiene 5, das Segel 10 nimmt eine flache gespannte Form an, mit der Besegelung in Position B wird der Wagen 5a in Richtung des inneren Endbereiches der Schiene 5 (in Richtung Drehachse 1) verschoben 5b, dabei nimmt das Segel eine „ausgewölbte" (vor dem Wind) Form an, bei Näherung an die Position F wird der Wagen 5a zunehmend zum Mittelbereich der Schiene 5 hin verschoben und das Segel nimmt eine zunehmend flachere Form (am Wind) an. Während dem Übergang von der Position F in die Position H befindet sich die Besegelung in der „gegen Wind" Position (Fig. 4 Position G) während dieser Position wird sich der Wagen 5a genau im Mittelbereich der Schiene 5 befinden, das Segel „flattert" ohne den Wind nutzen zu können; diese Position ist je der „halben Wende" bei der folgenden Drehung R des Rotors wird der Wagen 5a in Richtung innerer Endbereich der Schiene 5 (in Richtung Drehachse 1) verstellt. Erfindungsgemäß kann die Besegelung auf einer Trägerstruktur montiert sein welche längs jedem der radialen Arme 3 des Rotors verschoben Z werden kann. Die Verschiebung Z kann mittels Zahnstangenmechanismen,

Gewindespindelmechanismen, mittels pneumatischer oder hydraulischer Systeme oder mittels bekannter Seil- oder Kettenzüge erfolgen. Durch Veränderung Z des Abstandes der Besegelungen zur Drehachse 1 des Rotors ist es möglich das Drehmoment an der Welle des Rotors zu verändern.

Die erfindungsgemäße Besegelung kann an Stelle des vorher beschriebenen Rotors auch an einer „karussellartigen" Struktur aufgebaut werden, diese besteht aus einer Reihe von Laufwägen 30 welche an eine Kette oder an ein Seil 32 befestigt sind, wobei di Kette oder das Seil über zwei Umlenkseilrollen läuft und somit eine Bahn mit zwei parallelen geradlinigen Abschnitten bildet welche durch zwei halbkreisförmige Abschnitte verbunden sind (Fig. 5). Die besagten Laufwägen 30 laufen auf einer Bahn 33 oder auf Schienen welche einen dem Seiloder Kettenzug entsprechenden Verlauf hat. An jedem der Laufwägen 30 ist eine erfindungsgemäße oben beschriebene Besegelung (Fig. 2, 2a) aufgebaut. Bei Verwendung eines „Karussells" von untereinander verbundenen Laufwägen 30 oder von verfahrbaren Trägerstrukturen wird der Wagen 5a der Selbstwendevorrichtung über die gesamte Länge der beiden geradlinigen Bahnabschnitte die selbe symmetrische Position einnehmen weil der Einfallwinkel des Windes W für diese Bahnabschnitte unverändert bleibt. Bei Aufbau der Struktur mit den geradlinig verlaufenden Bahnabschnitten so ausgerichtet dass die vorherrschende Windrichtung optimal genutzt werden kann (quer zum Wind), ist es möglich optimale Leistungen zu erzielen weil der Abschnitt an welchem die Segel „gegen den Wind" bewegt werden und somit nicht „aktiv" sind einer jener kurzen halbrunden Bahnabschnitte ist. Erfindungsgemäß kann die karussellartig rotierende Struktur auf einem in einer horizontalen Ebene um eine vertikale Drehachse 1a ausrichtbaren V Rahmen 34 aufgebaut sein um die geradlinigen Bahnabschnitte des „Karussells" mit einem Winkel von 90° zur Windrichtung W auszurichten.

Die erfindungsgemäße Besegelung ist für den Aufbau auf rotierenden Strukturen geeignet welche sich wesentlich in horizontaler Richtung ausdehnen und eine gewisse horizontale Auflage und Lagerfläche beanspruchen, dies weil die vertikalen Masten mit den Segeln, Belastungen auf die sich vertikal drehenden Teile ausüben welche, zumindest an Strukturen größerer Ausmaße, das Vorsehen zusätzlicher Lagerungen wie Rollenelemente und Aufnahme- bzw. Laufringe für diese erforden. In der Praxis sind die besagten rotierenden Strukturen nicht für die Montage auf Ständern oder Masten geeigenet sondern vielmehr auf Plattflächen wie z.B. auf Flachdächern, auf Terrassenflächen, auf Staumauern, auf Bodenbefestigungsbauten oder Bauten zur Verhinderung von Wellenerosion, auf verankerte Floße oder Pontons.

Claims

PATENTANSPRÜCHE

1. Besegelung angebracht an rotierenden Strukturen mit vertikaler Drehachse zwecks Nutzung der dynamischen Kraft des Windes, dadurch gekennzeichnet, dass diese aus einem vertikalen Mast (4) welcher fest mit der rotierenden Struktur verbunden ist und von Wanten (6), einem Vorstag (7) und einem Achterstag (8) gehalten ist, aus einem Segel (10) von der Art Fock versehen mit Rollreffanlage (10a) und aus einer Selbstwendeeinrichtung (5, 5a) besteht.

2. Besegelung gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Mast (4) von zwei steifen Streben (6x) ersetzt wird welche am oberen Ende verbunden sind, gespreizt sind und an der Stelle der Seitenwanten (6) positioniert sind und dass die Schiene (5) mit Wagen (5a) der Selbstwendevorrichtung in der Nähe des Verankerungsbereiches des

Achterstags (8) versetzt ist.

3. Besegelung gemäß den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Selbstwendevorrichtung aus einer Schiene oder Führung (5) besteht welche an beiden Enden einen Endanschlag für einen, an der

Schiene oder Führung (5) frei beweglichen, Wagen (5a) aufweist und dass die Schiene oder Führung (5) eine zweifache Biegung aufweist, die erste mit dem Biegezentrum wesentlich im untersten Punkt der bugseitigen Kante des Segels (10) und die zweite mit dem Biegezentrum wesentlich in jenem Punkt an der bugseitigen Segelkante wo sich diese mit einer

Geraden durch das Schothorn schneidet und einen Winkel von 90° bildet.

4. Besegelung gemäß den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Wagen (5a) der Selbstwendevorrichtung motorisiert oder zwecks Verstellung (5b) von elektrischem Stellantrieb, von hydraulischen oder pneumatischen Zylindern oder über Seilzug mit Seilwinde oder Kettenzug mit Antriebsritzel verfahren wird und dass mittels der besagten Antriebsorgane der Wagen (5a) in jeglicher Position entlang der Schiene oder Führung (5) arretiert werden kann.

5. Besegelung gemäß den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Rollreffanlage (10a) händisch oder durch Motor betätigt werden kann.

6. Besegelung gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die motorisierte Rollreffanlage (10a) von einem Anemometer und/oder von bekannten Vorrichtungen zur Messung der Drehgeschwindigkeit der rotierenden Struktur und/oder zur Messung der Energiegewinnung gesteuert wird.

7. Besegelung gemäß den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Segel (10), bzw. die Halterungen des Segels an den

Trägerelementen mit bekannten Ausklinkvorrichtungen versehen sind welche so eingestellt sind dass das Segel frei wird sobald eine bestimmte Belastung am Segel überschritten wird.

8. Rotierende Struktur gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass diese aus einem speichenradartigem Rotor besteht welcher radiale Arme (3) aufweist welche am äußeren Ende kreuzartig abstehende Elemente (3a, 3b, 3c) aufweist, das sei es die radialen Arme (3) als auch die kreuzartig abstehenden Elemente (3a, 3b, 3c) durch Streben und/oder Zuganker (9, 6a) verbunden sein können.

9. Rotierende Struktur gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die radialen Arme (3) und/oder die kreuzartig angeordneten Elemente (3a, 3b, 3c) Gitterstruktur aufweisen welche gegebenenfalls verkleidet ist.

10. Rotierende Struktur gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die radialen Arme (3) und/oder andere rotierenden Elemente der Struktur mit Rollenelementen ausgestattet sind welche entlang ringförmigen Führungen oder Bahnen laufen welche an der tragenden Lagerstruktur vorgesehen sind und dass die rotierende Struktur mit einem Zahnkranz ausgestattet ist mit welchem Ritzel kämmen welche als Antriebselemente dienen.

11. Rotierende Struktur gemäß den Ansprüchen 1 , 2 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass jede der Besegelungen am entsprechenden radialen Arm (3) verstellbar (Z) gelagert ist und von bekannten Zahnstangen-, Gewindespindelmechanismen oder bekannten hydraulischen oder pneumatischen Systemen, bzw. von Seil oder Kettenzügen verstellt wird.

12. Rotierende Struktur gemäß den Ansprüchen von 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass diese von einem „Karussell" von, auf einer Umlaufbahn, auf Schienen oder auf Führungen (33) beweglichen, Laufwägen (30) oder Trägerelementen gebildet wird, wobei die Laufbahn zwei geradlinige parallele Abschnitte bildet welche durch zwei halbrunde durch Umlenkseilrollen (31) mit vertikaler Drehachse (1) definierte Abschnitte verbunden sind, wobei an den Umlenkseilrollen ein Seil (32) oder eine Kette geführt ist an welche sämtliche Laufwägen (30) angekoppelt sind.

13. Rotierende Struktur gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das „Karussell" der Laufwägen (30) von einem gemäß vertikaler Drehachse (1) verdrehbaren (V) Rahmen (34) getragen wird um die geradlinigen Abschnitte des „Karussells" mit einem Winkel von ca. 90° zur Windrichtung ausrichten zu können.