Документ описывает инновационный патент на ветровую энергоустановку с составной вертикальной осью вращения ветроколеса, который упрощает процесс изготовления, сборки и транспортировки таких установок. Изобретение позволяет уменьшить стоимость производства и транспортировки, а также расширяет возможности применения установки. Использование составной оси позволяет создавать ветровые установки большой мощности с легкостью в транспортировке.

1. РЕСПУБЛИКА КАЗАХСТАН
(19) KZ (13) A4 (11) 29297
(51) F03D 3/00 (2006.01)
МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ
(21) 2014/0031.1
(22) 14.01.2014
(45) 15.12.2014, бюл. №12
(76) Аскаров Ерлан Сейткасымович
(56) Инновационный патент №22192, 15.01.2010
(54) ВЕТРОВАЯ ЭНЕРГОУСТАНОВКА С
СОСТАВНОЙ ВЕРТИКАЛЬНОЙ ОСЬЮ
ВРАЩЕНИЯ ВЕТРОКОЛЕСА
(57) Изобретение относится к ветровой энергетике,
в частности к ветровым энергетическим установкам
с вертикальной осью вращения ветроколеса
(роторам). Ветровая энергоустановка с составной
вертикальной осью вращения ветроколеса,
содержащая лопасти ротора, основание, генератор,
лопасти крепятся на втулки, которые соосно
установлены на неподвижную вертикальную ось с
возможностью свободного проворота, ось жестко
закреплена в основании, втулки кинематически
связаны с генератором отличающаяся тем, что ось
выполнена из нескольких частей соосно
скрепленных, на каждой части оси имеется свои
втулки и лопасти, взаимодействующие с соседними
лопастями других частей оси, внутри составной оси
пропущен канат с возможностью его натяжки.
Применение предлагаемого технического решения
позволит значительно упростить технологию
изготовления, сборки и транспортировки
ветроустановок с вертикальной осью вращения и
уменьшить стоимость изготовления, что несомненно
расширит область применения подобных установок.
(19)KZ(13)A4(11)29297

2. 29297
2
Изобретение относится к ветровой энергетике, в
частности к ветровым энергетическим установкам с
вертикальной осью вращения ветроколеса
(роторам).
Известна ветроустановка с вертикальной осью
вращения ветроколеса типа Дарье, содержащая
вертикальный вал, установленный в корпусе с
возможностью свободного проворота, на валу
диаметрально закреплены две или более лопастей
ротора, вал кинематически связан с генератором
(Ветроэнергетика. Под ред. Д. де Рензо, рус. ред.
Шефтер Я.И., М. Энерго-атомиздат, 1982 с.118,
128.). Недостатком данной установки является
наличие длинного вертикального вала, который
должен иметь две опоры, расстояние между
которыми достаточно велико. Изготовление
длинного вертикального вала представляет сложную
технологическую задачу, которая повышает
стоимость изготовления и монтажа. Изготовление
опор также сложная технологическая задача,
требуется обеспечить соосность опор и их
жесткость, что при значительном расстоянии между
опорами сложно обеспечить, требует применение
дорогостоящего оборудования. Также недостатком
конструкции является большая масса вала, которая
давит на нижнюю вращательную опору, создает
большой момент трения, который уменьшает
коэффициент полезного действия установки.
Известна ветровая энергоустановка с
вертикальной осью вращения ветроколеса, принятая
автором за прототип, содержащая лопасти ротора,
основание, генератор, лопасти крепятся на втулки,
которые соосно установлены на неподвижную
вертикальную ось с возможностью свободного
проворота, ось жестко закреплена в основании,
втулки кинематически связаны с генератором.
(Инновационный патент РК №22192 «Ветровая
энергоустановка с вертикальной осью вращения
ветроколеса», Бюл. №1 15.01.2010). Недостатком
данной установки является сложность изготовления
установки большой мощности, например более
10 квт. Для этого требуется изготовить ось большой
длины, не менее 10 м. Также вызывает сложность
транспортировка и монтаж такой установки.
Задачей изобретения является упрощение
технологии изготовления, монтажа и
транспортировки установки большой мощности и
как следствие уменьшение ее стоимости.
Технический результат достигается тем, что
ветровая энергоустановка с составной вертикальной
осью вращения ветроколеса, содержащая лопасти
ротора, основание, генератор, лопасти крепятся на
втулки, которые соосно установлены на
неподвижную вертикальную ось с возможностью
свободного проворота, ось жестко закреплена в
основании, втулки кинематически связаны с
генератором дополнительно ось выполнена из
нескольких частей соосно скрепленных, на каждой
оси имеется свои втулки и лопасти,
взаимодействующие с соседними лопастями других
частей оси.
На Фиг.1. показана схема установки, на Фиг.2.
показан увеличенный фрагмент состыковки осей
через конус.
Ветроустановка состоит: нескольких
вертикальных осей 1 (на Фиг.1. показано три
штуки), которые соединены соосно, например с
помощью конусов 2 (Фиг.2.). Нижняя ось 1 жестко
установлена в корпусе- основании 3. На каждой оси
1 установлены две втулки 4 с возможностью
свободного проворота, к втулкам 4 в диаметральном
направлении прикреплены распорки 5, к которым
прикреплены вертикальные лопасти ротора 6.
Распорки 5 соседних осей 1 соединены между собой
стержнем 7. На нижней втулке 4 нижней оси 1
соосно и жестко установлено зубчатое колесо 8,
кинематически связанное с зубчатым колесом 9,
жестко установленным на валу генератора 10,
который установлен на корпусе-основании 3. Для
жесткости составной вертикальной оси, состоящей
из нескольких соосно скрепленных осей 1 внутри
осей 1 пропущен канат 11, который закреплен на
конце верхней оси 1 заглушкой 12, а в основании 3
канат 11 прикреплен к винту 13, который
установлен в гайке 14, жестко установленной в
основании 3.
Ветроустановка работает следующим образом.
На лопасти ротора 6 набегает ветер, они начинают
вращаться. Через стержни 7 это вращение
передается нижней втулке 4 нижней оси 1,
зубчатому колесу 8, колесу 9, которое вращает вал
генератора 10. Для придания дополнительной
жесткости всей конструкции возможно вращением
винта 13 в гайке 14 произвести натяжение каната 11.
Применение предлагаемой конструкции
ветроустановки позволит упростить технологию
изготовления установки и следовательно ее
стоимость. В старой конструкции необходимо было
иметь одну неподвижную ось, длина которой
ограничена требованиями точности, жесткости и
транспортировки конструкции. Применение
составной оси ветровой установки позволит
изготовить ветровую установку с практически не
ограниченной длиной оси, например 20 м, что
позволит создавать ветровые установки большой
мощности, например до 100 квт. с невысокой
стоимостью и легко транспортировать ветровую
установку к месту эксплуатации.
. Данное решение может быть применено в
любой схеме ветроустановки с вертикальной осью
вращения ротора, например схема Савониуса,
Дарье, Эванса, Масгрува, карусельная и т.д.
Применение предлагаемого технического
решения позволит значительно упростить
технологию изготовления, сборки и
транспортировки ветроустановок с вертикальной
осью вращения и уменьшить стоимость
изготовления, что несомненно расширит область
применения подобных установок.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Ветровая энергоустановка с составной
вертикальной осью вращения ветроколеса,

3. 29297
3
содержащая лопасти ротора, основание, генератор,
лопасти крепятся на втулки, которые соосно
установлены на неподвижную вертикальную ось с
возможностью свободного проворота, ось жестко
закреплена в основании, втулки кинематически
связаны с генератором, отличающаяся тем, что ось
выполнена из нескольких частей соосно
скрепленных, на каждой части оси имеется свои
втулки и лопасти, взаимодействующие с соседними
лопастями других частей оси.
2. Ветровая энергоустановка по п.1,
отличающаяся тем, что внутри составной оси
пропущен канат с возможностью его натяжки.
Верстка Ж. Жомартбек
Корректор К. Нгметжанова