1. РЕСПУБЛИКА КАЗАХСТАН
(19) KZ (13) A4 (11) 29296
(51) F03D 1/00 (2006.01)
МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ
(21) 2013/1347.1
(22) 16.10.2013
(45) 15.12.2014, бюл. №12
(72) Жилкашинова Альмира Михайловна;
Очередько Игорь Александрович; Сабиев Станислав
Ермекович; Туякбаев Бауыржан Толеубекович
(73) Республиканское государственное предприятие
на праве хозяйственного ведения "Восточно-
Казахстанский государственный университет им.
С.Аманжолова" Министерства образования и науки
Республики Казахстан
(56) KZ №25987, 2011
(54) ВЕТРОВЫЙ ГЕНЕРАТОР - " БРИЗ "
(57) Изобретение относится к области
ветроэнергетических установок, приводящихся в
действие с помощью кинетической энергии ветра.
Задачей предлагаемого технического решения
является повышение надежности и снижение
механических потерь при передаче энергии.
Технический результат от использования
заявляемого изобретения состоит в упрощении
конструкции. Предложен ветровой генератор
«БРИЗ», включающий парусные лопасти,
горизонтальный вал с опорами, преобразователь
энергии, токосъемник, установленные на
поворотной платформе, отличающийся тем, что
преобразователь энергии выполнен в виде
многополюсного генератора на постоянных
магнитах, который кинематически связан
посредством вала с ветроколесом.
(19)KZ(13)A4(11)29296

2. 29296
2
Изобретение относится к области
ветроэнергетических установок, приводящихся в
действие с помощью кинетической энергии ветра.
Известна ветроэлектростанция (см. Патент KZ В
24789 F03D 3/00 (2010.01) E03D 5/02 (2010.01)),
которая состоит из нескольких парусов,
размещенных па гибких замкнутых ремнях, при
этом нижняя часть каждой лопасти закреплена
растягивающейся веревкой, на одном плече
стержня, а другим концом - на соседнем плече,
причем гибкий замкнутый ремень установлен на
парные колеса и регулирующие колесо, на которых
подвешены рабочие лопасти образующие гирлянду
для вращения тихоходного генератора.
Недостатком такого устройства является
конструктивная сложность узлов для механической
передачи энергии от ветроколес к генератору
постоянного тока. Это значительно усложняет
конструкцию устройства, увеличивает габариты,
снижает надежность его работы и увеличивает
механические потери при передаче энергии.
Известна ветроэлектростанция (см., Патент KZ В
25987 F03D 5/00 (2011.01)), содержащая
электрогенератор, где магниты статора
скомпонованы в секторно-дисковые магнитоблоки,
закрепленные один за другим с зазором между их
полюсами на неподвижном базовом валу, а между
ними расположены свободно вращаемые вокруг
базового вала диэлектрические обоймы-кассеты, в
ячейки которых вставлены обмотки индукционного
ротора, смонтированные на клиновидных сегментах
траверс из алюминиевого сплава, а сами траверсы
закреплены на периферии диэлектрических опорных
дисков, вращаемых ветроприводом, установленным
непосредственно на внешней стороне траверс
индукционного ротора, состоящего из опорных
диэлектрических дисков, установленных на
подшипниках базового вала и траверс с
клиновидными сегментами и расположенными на
них обмотками индукционного ротора, вращаемого
вокруг базового вала ветропарусами.
Недостатком такого устройства является низкий
КПД, так как даже самый посредственный
ветрогенератор с горизонтальной осью вращения
имеет больший коэффициент использования
энергии ветрового потока (КИЭВ), чем самый
тщательно отлаженный вертикальный. При работе
вертикального ветрогенератора полезную работу
совершает лишь одна половина генератора, в то
время как другая половина создаёт
противодействующую силу.
Известна ветросиловая установка (см. Патент KZ
(С) 2541 F03D 1/00, 1/02, 1/06, 7/00.), содержащая
установленный на поворотной платформе,
горизонтальный вал с втулкой и с коаксиально
расположенными ободами, на которых закреплены
винтовые лопасти, генератор, кинематически
связанный с валом, и токосъемник, согласно
изобретению снабжен, закрепленными на втулке в
два ряда, основными радиальными спицами, между
которыми установлены ободья, соединенные с
противоположно расположенными спицами
упорами-растяжками.
Недостатком рассмотренной ветросиловой
установки является также относительно невысокий
КПД и сложность конструкции.
Наиболее близким к заявленному изобретению,
является ветроагрегат с парусно-винтовым
двигателем, содержащий установленный на
поворотной платформе горизонтальный вал с
втулкой и с коаксиально расположенными
ободьями, на которых закреплены винтовые
лопасти, генератор, кинематически связанный с
валом, и токосъемник, отличающийся тем, что, с
целью повышения надежности и увеличения
мощности, он снабжен закрепленными на втулке в
два ряда основными радиальными спицами, между
которыми установлены ободья, соединенные с
противоположно расположенными спицами
упорами-растяжками, вал установлен между двумя
опорами, размещенными на поворотной платформе,
удерживаемой с помощью якоря, закрепленного
относительно центра поворота платформы и
соединенного через шарнирный узел, консолями,
связывающими шарнирный узел с платформой, и
растяжкой-упором, соединенной с верхней частью
передней опоры, причем лопасти по их длине
ориентированы под углом к оси вала. Между
основными радиальными спицами установлены
дополнительные радиальные спицы. Задние
основные радиальные спицы укреплены на
подвижной вдоль оси вала и поворотной вокруг этой
оси втулкой, имеющей ограничительные винтовые
прорези, в которых установлены направляющие
штифты, закрепленные на валу, при этом упоры и
растяжки установлены под углом к оси вала, равным
углу установки лопастей.
Недостатком указанного решения является -
сложность конструкции, что снижает надежность ее
работы и увеличивает механические потери при
передаче энергии.
Задачей предлагаемого технического решения
является повышение надежности и снижение
механических потерь при передаче энергии.
Технический результат от использования
заявляемого изобретения состоит в упрощении
конструкции.
Сущность изобретения заключается в
следующем. Предложен ветровой генератор
«БРИЗ», включающий парусные лопасти,
горизонтальный вал с опорами, преобразователь
энергии, токосъемник, установленные на
поворотной платформе, отличающийся тем, что
преобразователь энергии выполнен в виде
многополюсного генератора на постоянных
магнитах, который кинематически связан
посредством вала с ветроколесом.
На фигуре показана схема ветрового генератора
«БРИЗ».
Ветровой генератор «БРИЗ» содержит
преобразователь энергии (многополюсный
генератор) 1, который посредством горизонтального
вала 2 кинематически соединен с ветроколесом 3,
имеющим восемь и более парусных лопастей 4 из
прочной синтетики, закрепленных на каркасе 5
ветроколеса 3 и токосъемник 6 (на фиг. не показан,

3. 29296
3
так как установлен внутри опоры 7), соединённый
посредством проводов с преобразователем энергии
1 и выходной линией потребителя.
Ветровой генератор «БРИЗ» работает
следующим образом.
Ветровой генератор устанавливают на
предварительно выбранной плоской поверхности и
производят все необходимые электрические
соединения. При попадании ветровых потоков на
парусные лопасти 4 каркаса 5 ветроколеса 3
начинает вращаться горизонтальный вал 2, который
приводит в действие преобразователь энергии
(многополюсный генератор) 1, вырабатывающий
электрический ток посредством возбуждения
электромагнитного поля постоянными магнитами.
Производимый электрический ток посредством
токосъемника 6 передается потребителю.
Данный ветровой генератор эффективно
эксплуатирует энергию ветра, способен работать в
условиях приземных воздушных потоков,
турбулентность которых мало отражается на
эффективности работы; не создаст шумовых
инфразвуков и радиопомехи; благодаря
сравнительно медленному вращению парусов-
лопастей обеспечивает безопасность для человека и
животных; компактен, безопасен, прост в монтаже и
обслуживании. Применение многополюсного
генератора тока на постоянных магнитах,
вырабатывающих электроэнергию при малых
оборотах, значительно упрощает конструкцию,
отпадает необходимость применения в генераторе
дорогостоящих иридиевых подшипников качения и
генератора тока сложной конструкции, требующего
частого техобслуживания.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
Ветровой генератор, включающий парусные
лопасти, горизонтальный вал с опорами,
преобразователь энергии, токосъемник,
установленные на поворотной платформе,
отличающийся тем, что преобразователь энергии
выполнен в виде многополюсного генератора на
постоянных магнитах, который кинематически
связан посредством вала с ветроколесом.
Верстка Ж. Жомартбек
Корректор К. Нгметжанова