ВЕТРЯНАЯ ТУРБИНА, ВЕНТИЛЯТОР И КОНДИЦИОНЕР ВОЗДУХА Российский патент 2024 года по МПК F04D29/32 F03D1/06 F04D29/38 F04D29/68 

[001] Настоящее изобретение относится к области техники вентиляторов, в частности к ветряной турбине, вентилятору и кондиционеру воздуха.

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[002] В настоящее время засасывающая поверхность лопасти ветряной турбины вентилятора с осевым потоком, используемая в наружном блоке кондиционера воздуха представляет собой в общем гладкую поверхность. Более того, вентилятор с осевым потоком наружного блока кондиционера воздуха обычно должен обладать превосходными аэродинамическими характеристиками и низкой шумностью. Таким образом, длина хорды средней части и длина хорды внешней кромки лопасти ветряной турбины в большинстве случаев относительно большие, что приводит к разделению воздушного потока на засасывающей поверхности лопасти ветряной турбины, тем самым уменьшая аэродинамическую эффективность вентилятора с осевым потоком и увеличивая шум, создаваемый при работе вентилятора с осевым потоком.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[003] В виду вышеуказанных проблем настоящее изобретение предоставляет ветряную турбину, вентилятор и кондиционер воздуха, которые уменьшают разделение воздушного потока на засасывающей поверхности лопасти.

[004] Для решения вышеуказанных проблем в решении настоящего изобретения предоставлена ветряная турбина. Ветряная турбина содержит ступицу, лопасть и по меньшей мере две первые канавки. Лопасть содержит хвостовик лопасти, внешнюю кромку и засасывающую поверхность. Хвостовик лопасти соединен со ступицей, внешняя кромка расположена дальше от ступицы, чем хвостовик лопасти, и засасывающая поверхность соединена с хвостовиком лопасти и внешней кромкой. Первые канавки образованы на засасывающей поверхности в положениях вблизи внешней кромки и последовательно расположены на расстоянии друг от друга в направлении протяженности внешней кромки.

[005] В некоторых вариантах осуществления лопасть содержит нагнетающую поверхность, причем нагнетающая поверхность расположена напротив засасывающей поверхности, нижняя часть по меньшей мере одной из первых канавок расположена ближе к нагнетающей поверхности, чем к засасывающей поверхности.

[006] В некоторых вариантах осуществления соотношение между длиной L1 по меньшей мере одной из первых канавок и расстоянием L2 между двумя смежными первыми канавками отвечает следующему условию: 0,1<L1/L2<2.

[007] В некоторых вариантах осуществления соотношение между длиной L1 и расстоянием L2 отвечает следующему условию: L1/L2=1,7 или L1/L2=0,23.

[008] В некоторых вариантах осуществления засасывающая поверхность содержит первую область, и первые канавки образованы в первой области; и ветряная турбина образует первую окружность и вторую окружность, причем центр первой окружности находится в центре ступицы, радиус первой окружности является максимальным расстоянием от лопасти до центра, при этом центр второй окружности находится в центре, радиус второй окружности является минимальным расстоянием от края первой области вблизи ступицы до центра, и соотношение между диаметром D1 первой окружности и диаметром D2 второй окружности отвечает следующему условию: 0,9<D2/D1<0,99.

[009] В некоторых вариантах осуществления отношение между диаметром D1 первой окружности и диаметром D2 второй окружности отвечает следующему условию: D2/D1=0,93.

[0010] В некоторых вариантах осуществления ветряная турбина содержит по меньшей мере два набора первых канавок, причем каждый из наборов первых канавок содержит первые канавки, и наборы первых канавок последовательно расположены на расстоянии друг от друга вдоль направления от хвостовика лопасти к внешней кромке.

[0011] В некоторых вариантах осуществления лопасть содержит переднюю кромку и заднюю кромку, причем передняя кромка и задняя кромка расположены напротив друг друга, при этом передняя кромка соединена с хвостовиком лопасти и внешней кромкой, и задняя кромка соединена с хвостовиком лопасти и внешней кромкой; и задняя кромка содержит углубление, углубленное к передней кромке, и углубление проходит через лопасть вдоль направления толщины лопасти.

[0012] В некоторых вариантах осуществления засасывающая поверхность содержит вторую область, и углубление образовано во второй области; и ветряная турбина образует первую окружность и третью окружность, причем центр первой окружности находится в центре ступицы, радиус первой окружности является максимальным расстоянием от лопасти до центра, при этом центр третьей окружности находится в центре, радиус третьей окружности является минимальным расстоянием от края второй области вблизи ступицы до центра, и соотношение между диаметром D1 первой окружности и диаметром D3 третьей окружности отвечает следующему условию: 0,5<D3/D1<0,95.

[0013] В некоторых вариантах осуществления соотношение между диаметром D1 первой окружности и диаметром D3 третьей окружности отвечает следующему условию: D3/D1=0,78.

[0014] В некоторых вариантах осуществления ветряная турбина содержит множество вторых канавок, причем вторые канавки образованы на засасывающей поверхности, вторые канавки расположены ближе к хвостовику лопасти, чем первые канавки.

[0015] В некоторых вариантах осуществления лопасть содержит переднюю кромку, и два конца передней кромки соединены с хвостовиком лопасти и внешней кромкой; и ветряная турбина содержит выступ, расположенный на засасывающей поверхности и вблизи внешней кромки и передней кромки, и первые канавки расположены ближе к внешней кромке, чем выступ.

[0016] В некоторых вариантах осуществления количество выступов равно по меньшей мере двум, и выступы расположены с интервалом относительно друг друга вдоль направления вблизи внешней кромки.

[0017] В некоторых вариантах осуществления выступ проходит от передней кромки.

[0018] В некоторых вариантах осуществления ветряная турбина содержит один или больше элементов, расположенных на засасывающей поверхности и предусматривающих по меньшей мере два элемента, распределенных последовательно вдоль направления от хвостовика лопасти к внешней кромке.

[0019] В некоторых вариантах осуществления количество слоев элементов равно по меньшей мере двум, слои элементов распределены послойно в направлении от передней кромки, и толщина лопасти в положении, где находится каждый из слоев элементов, послойно уменьшается в направлении от передней кромки.

[0020] В некоторых вариантах осуществления отношение между диаметром D1 ветряной турбины и диаметром D4 ступицы отвечает следующему условию: 0,2<D4/D1<0,4.

[0021] Для решения вышеуказанных проблем в другом решении настоящего изобретения предоставлен вентилятор. Вентилятор содержит ветряную турбину, упомянутую выше, и приводное устройство. Приводное устройство соединено с ветряной турбиной посредством передачи и выполнено с возможностью приведения ветряной турбины во вращение.

[0022] Для решения вышеуказанных проблем в еще одном решении настоящего изобретения предоставлен кондиционер воздуха. Кондиционер воздуха содержит вентилятор, упомянутый выше.

[0023] Настоящее изобретение имеет следующий технический эффект. В отличие от известного уровня техники настоящее изобретение предоставляет ветряную турбину, вентилятор и кондиционер воздуха. Ветряная турбина имеет по меньшей мере две первые канавки, образованные на засасывающей поверхности в положениях вблизи внешней кромки и последовательно расположенные на расстоянии друг от друга в направлении протяженности внешней кромки. Таким образом, засасывающая поверхность лопасти имеет неровный внешний вид поверхности, тем самым уменьшая разделение воздушного потока на засасывающей поверхности лопасти.

[0024] Кроме этого, разделение воздушного потока на засасывающей поверхности лопасти в положении вблизи внешней кромки всегда является значительным в большинстве случаев в известном уровне техники. Однако в настоящем изобретении первые канавки образованы на засасывающей поверхности в положениях вблизи внешней кромки, тем самым дополнительно уменьшая разделение воздушного потока на засасывающей поверхности лопасти.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

[0025] В настоящем документе графические материалы встроены в описание и образуют часть описания, иллюстрируют варианты осуществления согласно настоящему изобретению и используются в сочетании с описанием для объяснения принципов настоящего изобретения. Кроме этого, графические материалы и описания не предназначены для ограничения объема настоящего изобретения каким-либо образом, а предназначены для иллюстрации концепций настоящего изобретения специалистам в данной области техники путем ссылки на конкретные варианты осуществления.

[0026] На фиг. 1 представлен структурный схематический вид первого варианта осуществления ветряной турбины согласно настоящему изобретению.

[0027] На фиг. 2 представлен структурный схематический вид сбоку ветряной турбины, показанной на фиг. 1.

[0028] На фиг. 3 представлен увеличенный структурный схематический вид области A ветряной турбины, показанной на фиг. 1.

[0029] На фиг. 4 представлен структурный схематический вид второго варианта осуществления ветряной турбины согласно настоящему изобретению.

[0030] На фиг. 5 представлен структурный схематический вид третьего варианта осуществления ветряной турбины согласно настоящему изобретению.

[0031] На фиг. 6 представлен структурный схематический вид четвертого варианта осуществления ветряной турбины согласно настоящему изобретению.

[0032] На фиг. 7 представлен структурный схематический вид в сечении ветряной турбины вдоль направления B-B, показанного на фиг. 6.

[0033] На фиг. 8 представлен увеличенный структурный схематический вид области C ветряной турбины, показанной на фиг. 6.

[0034] На фиг. 9 представлено схематическое изображение, иллюстрирующее соотношение между расстояниями и шумом смежных слоев элементов согласно настоящему изобретению.

[0035] На фиг. 10 представлено схематическое изображение, иллюстрирующее соотношение между расстояниями и шумом в соответствующих положениях любых двух смежных элементов в каждом слое элементов настоящего изобретения.

[0036] На фиг. 11 представлен структурный схематический вид пятого варианта осуществления ветряной турбины согласно настоящему изобретению.

[0037] На фиг. 12 представлен структурный схематический вид варианта осуществления вентилятора согласно настоящему изобретению.

[0038] На фиг. 13 представлено схематическое изображение, иллюстрирующее сравнение между вентилятором согласно настоящему изобретению и традиционным вентилятором применительно к соотношениям между объемами воздушного потока и величинами шума.

[0039] На фиг. 14 представлено схематическое изображение, иллюстрирующее сравнение между вентилятором согласно настоящему изобретению и традиционным вентилятором применительно к соотношениям между объемами воздушного потока и величинами мощности.

[0040] На фиг. 15 представлено схематическое изображение, иллюстрирующее сравнение между вентилятором согласно настоящему изобретению и традиционным вентилятором применительно к уровням шума при разных значениях частоты.

[0041] На фиг. 16 представлен структурный схематический вид варианта осуществления кондиционера воздуха согласно настоящему изобретению.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

[0042] Для того, чтобы сделать цель, технические решения и технический эффект настоящего изобретения понятными, технические решения в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения ясно и полностью описаны в сочетании с графическими материалами в вариантах осуществления настоящего изобретения. Очевидно, что описанные варианты осуществления представляют собой лишь часть вариантов осуществления настоящего изобретения, а не все варианты осуществления. Все другие варианты осуществления, полученные специалистами в данной области техники на основе вариантов осуществления в настоящем изобретении без творческих усилий, все находятся в пределах объема настоящего изобретения. Следующие варианты осуществления и признаки в вариантах осуществления могут быть объединены друг с другом, не создавая противоречий.

[0043] Для решения технической проблемы в известном уровне техники, которая заключается в легком возникновении явления разделения воздушного потока на засасывающей поверхности лопасти ветряной турбины, используемой в вентиляторе с осевым потоком, некоторые варианты осуществления настоящего изобретения предусматривают ветряную турбину. Ветряная турбина содержит ступицу и лопасть. Лопасть содержит хвостовик лопасти, внешнюю кромку и засасывающую поверхность. Хвостовик лопасти соединен со ступицей. Внешняя кромка расположена дальше от ступицы, чем хвостовик лопасти, и засасывающая поверхность соединена с хвостовиком лопасти и внешней кромкой. Ветряная турбина дополнительно содержит по меньшей мере две первые канавки. Первые канавки образованы на засасывающей поверхности в положении вблизи внешней кромки и распределены последовательно и на расстоянии друг от друга вдоль направления протяженности внешней кромки. Далее представлено подробное описание.

[0044] Как показано на фиг. 1 и 2, на фиг. 1 представлен структурный схематический вид первого варианта осуществления ветряной турбины согласно настоящему изобретению, и на фиг. 2 представлен структурный схематический вид сбоку ветряной турбины, показанной на фиг. 1.

[0045] В некоторых вариантах осуществления ветряная турбина 10 содержит ступицу 11 и лопасть 12, соединенную со ступицей 11. Количество лопастей 12 равно одной или больше, и одна или больше лопастей 12 последовательно расположены на расстоянии друг от друга вдоль направления по окружности ступицы 11. Ступица 11 выполнена с возможностью соединения с передачей приводного устройства, такого как двигатель, так что приводное устройство приводит ступицу 11 во вращение вокруг центральной оси ступицы 11, и затем лопасть 12, соединенная со ступицей 11, приводится во вращение вокруг центральной оси ступицы 11, тем самым генерируя воздушный поток.

[0046] Лопасть 12 содержит хвостовик 121 лопасти, внешнюю кромку 122, переднюю кромку 123, заднюю кромку 124, нагнетающую поверхность 125 и засасывающую поверхность 126. Хвостовик 121 лопасти 12 соединен со ступицей 11. Кромка лопасти 12, расположенная напротив хвостовика 121 лопасти или обращенная от него, является внешней кромкой 122. Передняя кромка 123 и задняя кромка 124 лопасти 12 расположены напротив друг друга или обращены друг к другу. Оба конца передней кромки 123 соединены с хвостовиком 121 лопасти и внешней кромкой 122 соответственно. Оба конца задней кромки 124 соединены с хвостовиком 121 лопасти и внешней кромкой 122 соответственно. Круговой воздушный поток, вызванный движением лопасти 12, течет от передней кромки 123 к задней кромке 124. Нагнетающая поверхность 125 и засасывающая поверхность 126 лопасти 12 расположены напротив друг друга, и осевой воздушный поток, вызванный движением лопасти 12, течет со стороны, где находится засасывающая поверхность 126, на сторону, где находится нагнетающая поверхность 125.

[0047] Как дополнительно показано на фиг. 1, соотношение между диаметром D1 ветряной турбины 10 и диаметром D4 ступицы 11 отвечает следующему условию: 0,2<D4/D1<0,4. В некоторых вариантах осуществления соотношение между диаметром D1 ветряной турбины 10 и диаметром D4 ступицы 11 отвечает следующему условию: D4/D1=0,3. Таким образом, размер ступицы 11 можно минимизировать для того, чтобы обеспечить эффективность выхода воздуха из ветряной турбины 10. Кроме этого, прочность соединения между ступицей 11 и лопастью 12 является высокой, так что усложняется возникновение проблем с устойчивостью, таких как поломка лопасти 12.

[0048] Ветряная турбина 10 в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения может представлять собой ветряную турбину с осевым потоком. Ветряная турбина с осевым потоком широко используется в кондиционерах воздуха и различных устройствах для вентиляции и рассеивания тепла, так как она обладает большим объемом воздушного потока, низким уровнем шума и низким давлением. Конструкция ветряной турбины с осевым потоком имеет большое влияние на эффективность и шум вентилятора с осевым потоком. С увеличением требований к энергоэффективности кондиционера воздуха с каждым днем также растут требования к эффективности вентилятора с осевым потоком. В общем вентилятор с осевым потоком должен обладать низким уровнем шума и высокой эффективностью. Вентилятор с осевым потоком является ключевым компонентом в наружном блоке кондиционера воздуха. Производительность вентилятора с осевым потоком оказывает большое влияние на производительность кондиционера воздуха. Кроме этого, вентилятор с осевым потоком обычно используется в сочетании с двигателем. Следовательно, оптимальную рабочую скорость и допустимую нагрузку двигателя необходимо в полной мере учитывать для обеспечения высокой эффективности спроектированного вентилятора с осевым потоком.

[0049] Учитывая такие факторы как аэродинамическая эффективность, шум и тому подобное ветряной турбины, засасывающая поверхность лопасти традиционной ветряной турбины с осевым потоком обычно является гладкой поверхностью, и сохранение гладкой засасывающей поверхности помогает уменьшить потери из-за трения, вызванные лопастью, и уменьшить ненужный аэродинамический шум. Тем не менее, так как ветряная турбина в общем должна иметь хорошие аэродинамические характеристики и низкую шумность, длина хорды средней части и длина хорды внешней кромки лопасти являются относительно большими в большинстве случаев. Так как засасывающая поверхность лопасти традиционной ветряной турбины с осевым потоком обычно является гладкой, так что на поверхности лопасти образуется граничный слой из-за воздействия силы вязкости, когда воздушный поток течет по поверхности лопасти, и толщина граничного слоя постепенно увеличивается вдоль направления течения воздушного потока, тем самым образуется отрицательный градиент давления в граничном слое. Когда отрицательный градиент давления приводит к тому, что скорость течения воздушного потока в граничном слое приближается к нулю, происходит явление разделения граничного слоя, т.е. разделение воздушного потока. Следовательно, относительно гладкая засасывающая поверхность с большой длиной хорды склонна вызывать явление разделения воздушного потока в области лопасти вблизи задней кромки. Разделение воздушного потока не только уменьшает аэродинамическую эффективность ветряной турбины, но также увеличивает аэродинамический шум ветряной турбины.

[0050] Чтобы улучшить разделение воздушного потока на засасывающей поверхности лопасти для традиционной ветряной турбины с осевым потоком, обычно регулируют угол крепления лопасти. Этот способ является простым и удобным, а также может обладать хорошим эффектом в некоторых конкретных обстоятельствах. Однако после регулировки угла крепления лопасти таким образом, чтобы он соответствовал углу воздушного потока, повторная регулировка угла крепления будет уменьшать аэродинамические характеристики ветряной турбины или приводить к серьезному ухудшению аэродинамических характеристик ветряной турбины. Кроме этого, регулировка угла крепления лопасти легко приводит к очевидному изменению осевого размера ветряной турбины, так что ветряная турбина не может соответствовать фактическим требованиям к применению продуктов в виде кондиционеров воздуха.

[0051] Для того чтобы уменьшить вес ветряной турбины и нагрузку ветряной турбины, лопасть традиционного вентилятора с осевым потоком обычно спроектирована в виде конструкции одинарной дуги окружности с одинаковой толщиной, и секция лопасти больше не использует конструкцию в форме крыла. Таким образом, хотя вес ветряной турбины и нагрузка вентилятора уменьшаются, однако шум вентилятора увеличивается, а прочность вентилятора уменьшается. Следовательно, лопасть ветряной турбины легко подвержена проблемам с устойчивостью, например поломке из-за уменьшенной прочности.

[0052] Учитывая это, как показано на фиг. 1, ветряная турбина 10 в некоторых вариантах осуществления дополнительно содержит по меньшей мере две первые канавки 13. Первые канавки 13 образованы на засасывающей поверхности 126 в положениях вблизи внешней кромки 122 и последовательно расположены на расстоянии друг от друга вдоль направления протяженности внешней кромки 122.

[0053] Можно увидеть, что первые канавки 13 позволяют засасывающей поверхности 126 лопасти 12 демонстрировать неровный внешний вид поверхности, что помогает ввести текучую среду с высокой энергией в граничный слой, так что поле течения граничного слоя при отрицательном градиенте давления может продолжать присоединяться к засасывающей поверхности 126 лопасти 12 после получения дополнительной энергии, тем самым достигается эффект задержки разделения воздушного потока засасывающей поверхности 126, уменьшается разделение воздушного потока на засасывающей поверхности 126 лопасти 12, улучшается аэродинамическая эффективность ветряной турбины 10 и уменьшается шум ветряной турбины 10.

[0054] Кроме этого, так как в положении засасывающей поверхности 126 лопасти 12 вблизи внешней кромки 122 скорость воздушного потока является высокой, а разделение воздушного потока является значительным, первые канавки 13 в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения образованы на засасывающей поверхности 126 в положениях вблизи внешней кромки 122, так что положение засасывающей поверхности 126 вблизи внешней кромки 122 демонстрирует неровный внешний вид поверхности, что способствует уменьшению разделения воздушного потока на засасывающей поверхности 126 лопасти 12.

[0055] Как дополнительно показано на фиг. 1 и 2, нижняя часть по меньшей мере одной из первых канавок 13 расположена ближе к нагнетающей поверхности 125, чем к засасывающей поверхности 126, то есть каждая из первых канавок 13 образована путем углубления засасывающей поверхности 126 к нагнетающей поверхности 125, или часть лопасти 12 в положении засасывающей поверхности 126, где находится каждая из первых канавок 13, отсутствует, чтобы образовывать соответствующую одну из первых канавок 13. Таким образом, путем образования первых канавок 13 можно уменьшить вес лопасти 12, что в свою очередь уменьшает нагрузку вентилятора, выполненного с ветряной турбиной 10 в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения, тем самым улучшается эффективность вентилятора.

[0056] Как показано на фиг. 3, на фиг. 3 представлен увеличенный структурный схематический вид области A ветряной турбины, показанной на фиг. 1.

[0057] В некоторых вариантах осуществления длина каждой из первых канавок 13 определена как длина хорды, соответствующая положению, где находится первая канавка 13, и расстояние между двумя смежными первыми канавками 13 из первых канавок 13 определено как минимальное расстояние между двумя смежными концами, которые расположены смежно относительно друг друга, двух смежных первых канавок 13 соответственно. Соотношение между длиной L1 по меньшей мере одной из первых канавок 13 и расстоянием L2 между двумя смежными первыми канавками 13 отвечает следующему условию: 0,1<L1/L2<2, как показано на фиг. 3. Таким образом, первые канавки 13 имеют достаточную плотность распределения на засасывающей поверхности 126 лопасти 12, что способствует обеспечению эффекта рассеивания завихрения на внешней кромке 122 первыми канавками 13, и можно подавить явление разделения воздушного потока на засасывающей поверхности 126 лопасти 12, тем самым способствуя улучшению аэродинамической эффективности ветряной турбины 10 и уменьшению шума ветряной турбины 10.

[0058] Кроме этого, в некоторых вариантах осуществления соотношение между длиной L1 по меньшей мере одной из первых канавок 13 и расстоянием L2 между двумя смежными первыми канавками 13 отвечает следующему условию: L1/L2=1,7. В некоторых вариантах осуществления соотношение между длиной L1 по меньшей мере одной из первых канавок 13 и расстоянием L2 между двумя смежными первыми канавками 13 отвечает следующему условию: L1/L2=0,23. Таким образом, возможно обеспечить, чтобы первые канавки 13 имели достаточную плотность распределения на засасывающей поверхности 126 лопасти 12 по мере возможности, обеспечить эффект рассеивания завихрения на внешней кромке 122 первыми канавками 13 по мере возможности и дополнительно подавить явление разделения воздушного потока на засасывающей поверхности 126 лопасти 12 по мере возможности. Таким образом, можно дополнительно улучшить аэродинамическую эффективность ветряной турбины 10 и можно уменьшить шум ветряной турбины 10. Более того, соотношения размеров, описанные выше, могут быть обоснованно выбраны в соответствии с конкретной конструкцией ветряной турбины 10.

[0059] Как показано на фиг. 1, в некоторых вариантах осуществления засасывающая поверхность 126 лопасти 12 содержит первую область 127, в которой образованы первые канавки 13. Кроме этого, ветряная турбина 10 образует первую окружность (такую как окружность Φ1, показанная на фиг. 1, подобным образом далее в данном документе) и вторую окружность (такую как окружность Φ2, показанная на фиг. 1, подобным образом далее в данном документе). Область, расположенная между первой окружностью и второй окружностью засасывающей поверхности 126, является первой областью 127.

[0060] В некоторых вариантах осуществления первая окружность и вторая окружность представляют собой концентрические круги, центром которых является центр ступицы 11. Плоскость, в которой находится первая окружность, и плоскость, в которой находится вторая окружность, перпендикулярны центральной оси ступицы 11. Центральная ось ступицы 11 проходит сквозь центр ступицы 11. Центр первой окружности находится в центре ступицы 11, и радиус первой окружности является максимальным расстоянием от лопасти 12 до центра ступицы 11. Максимальное расстояние является расстоянием от положения на лопасти 12, наиболее удаленного от центра ступицы 11, до центра ступицы 11. Центр второй окружности находится в центре ступицы 11, и радиус второй окружности является минимальным расстоянием от края первой области 127 вблизи ступицы 11 до центра ступицы 11. Диаметр первой окружности является диаметром ветряной турбины 10.

[0061] Как показано на фиг. 1, отношение между диаметром D1 первой окружности и диаметром D2 второй окружности отвечает следующему условию: 0,9<D2/D1<0,99. Таким образом, первые канавки 13 могут быть образованы как можно ближе к внешней кромке 122 лопасти 12, чтобы уменьшить разделение воздушного потока в положении засасывающей поверхности 126 лопасти 12 вблизи внешней кромки 122.

[0062] Дополнительно, как показано на фиг. 1, отношение между диаметром D1 первой окружности и диаметром D2 второй окружности отвечает следующему условию: D2/D1=0,93, так что первые канавки 13 могут быть образованы вблизи внешней кромки 122 лопасти 12, но не слишком близко к ней, тем самым облегчается формирование первой канавки 13 и обеспечивается структурная надежность ветряной турбины 10.

[0063] Как показано на фиг. 4, на фиг. 4 представлен структурный схематический вид второго варианта осуществления ветряной турбины согласно настоящему изобретению.

[0064] В некоторых вариантах осуществления ветряная турбина 10 содержит по меньшей мере два набора 131 первых канавок. Каждый из наборов 131 первых канавок содержит первые канавки 13, как описано выше. Наборы 131 первых канавок последовательно расположены на расстоянии друг от друга вдоль направления от хвостовика 121 лопасти к внешней кромке 122. Таким образом, наборы 131 первых канавок образованы на засасывающей поверхности 126 в положениях вблизи внешней кромки 122, так что засасывающая поверхность 126 лопасти 12 может дополнительно демонстрировать неровный внешний вид поверхности, и может быть улучшен эффект рассеивания завихрения на внешней кромке 122, тем самым улучшается разделение воздушного потока на засасывающей поверхности 126.

[0065] Как показано на фиг. 1, в некоторых вариантах осуществления задняя кромка 124 лопасти 12 содержит углубление, углубленное к передней кромке 123, и углубление проходит через лопасть 12 вдоль направления толщины лопасти 12. Направлением толщины лопасти 12 можно считать направление, перпендикулярное засасывающей поверхности 126 и нагнетающей поверхности 125 лопасти 12. Углубление может не только уменьшать вес лопасти 12 для уменьшения нагрузки вентилятора, выполненного с ветряной турбиной 10 в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения, но также уменьшать потери из-за завихрения на задней кромке 124 лопасти 12, тем самым уменьшая вибрацию и шум ветряной турбины 10 во время работы.

[0066] В некоторых вариантах осуществления углубление предусматривает по меньшей мере одно из первого углубления 141 и второго углубления 142. Количество первых углублений 141 равно по меньшей мере двум, и первые углубления 141 образованы бок о бок в форме зигзага вдоль направления протяженности задней кромки 124. Второе углубление 142 углублено глубже к передней кромке 123, чем первое углубление 141, т. е. конец второго углубления 142, направленный к передней кромке 123, находится ближе к передней кромке 123, чем конец первого углубления 141, направленный к передней кромке 123. На фиг. 1 показано, что первое углубление 141 находится ближе к внешней кромке 122 лопасти 12, чем второе углубление 142. Взаимосвязь относительных положений между первым углублением 141 и вторым углублением 142 определена лишь в целях рассмотрения, но не для ограничения.

[0067] Например, как показано на фиг. 1, засасывающая поверхность 126 лопасти 12 содержит вторую область 128, имеющую углубление. В некоторых вариантах осуществления первое углубление 141 образовано во второй области 128 засасывающей поверхности 126. Ветряная турбина 10 содержит первую окружность и третью окружность (такую как окружность Φ3, показанная на фиг. 1, подобным образом далее в данном документе), и область засасывающей поверхности 126, расположенная между первой окружностью и третьей окружностью, является второй областью 128. То есть, первое углубление 141 образовано в области засасывающей поверхности 126, расположенной между первой окружностью и третьей окружностью, и второе углубление 142 образовано в области засасывающей поверхности 126, расположенной между третьей окружностью и ступицей 11. На фиг. 1 можно видеть, что первая область 127 расположена во второй области 128.

[0068] Первая и третья окружности представляют собой концентрические круги, центром которых является центр ступицы 11. Плоскость, в которой находится первая окружность, и плоскость, в которой находится третья окружность, перпендикулярны центральной оси ступицы 11. Центр первой окружности находится в центре ступицы 11, и радиус первой окружности является максимальным расстоянием от лопасти 12 до центра ступицы 11. Центр третьей окружности находится в центре ступицы 11, и радиус третьей окружности является минимальным расстоянием от края второй области 128 вблизи ступицы 11 до центра ступицы 11.

[0069] Как показано на фиг. 1, соотношение между диаметром D1 первой окружности и диаметром D3 третьей окружности отвечает следующему условию: 0,5<D3/D1<0,95. Таким образом, можно разумно выбрать положение первого углубления 141 на засасывающей поверхности 126 лопасти 12, которое обеспечивает, чтобы первое углубление 141 уменьшало потери из-за завихрения на задней кромке 124 лопасти 12, тем самым уменьшая вибрацию и шум ветряной турбины 10 во время работы. Как дополнительно показано на фиг. 1, соотношение между диаметром D1 первой окружности и диаметром D3 третьей окружности отвечает следующему условию: D3/D1=0,78.

[0070] Как показано на фиг. 1, в некоторых вариантах осуществления ветряная турбина 10 дополнительно содержит множество вторых канавок 15, образованных на засасывающей поверхности 126 лопасти 12. Более того, множество вторых канавок 15 расположены ближе к хвостовику 121 лопасти 12, чем первые канавки 13, описанные выше. Множество вторых канавок 15 образованы путем углубления засасывающей поверхности 126 к нагнетающей поверхности 125, или часть лопасти 12 в положении засасывающей поверхности 126, где находится множество вторых канавок 15, отсутствует для образования множества вторых канавок 15. Таким образом, путем образования множества вторых канавок 15 можно уменьшить вес ветряной турбины 10, что в свою очередь уменьшает нагрузку вентилятора, выполненного с ветряной турбиной 10 в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения. Таким образом, можно уменьшить затраты на материал вентилятора и можно улучшить эффективность вентилятора. Множество вторых канавок 15 могут дополнительно уменьшать разделение воздушного потока на засасывающей поверхности 126 лопасти 12, уменьшать потери из-за завихрения на засасывающей поверхности 126, тем самым уменьшая вибрацию и шум ветряной турбины 10 во время работы.

[0071] Следует отметить, что количество вторых канавок 15 равно одной, двум или более двух и не ограничено в настоящем документе.

[0072] В заключение, ветряная турбина в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения содержит первые канавки, образованные на засасывающей поверхности в положениях вблизи внешней кромки, и первые канавки последовательно расположены на расстоянии друг от друга вдоль направления протяженности внешней кромки, так что засасывающая поверхность лопасти демонстрирует неровный внешний вид поверхности, тем самым уменьшая разделение воздушного потока на засасывающей поверхности лопасти.

[0073] Кроме этого, так как разделение воздушного потока на засасывающей поверхности лопасти вблизи внешней кромки всегда является значительным, первые канавки в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения образованы на засасывающей поверхности в положениях вблизи внешней кромки, что может дополнительно уменьшить разделение воздушного потока на засасывающей поверхности лопасти.

[0074] Как показано на фиг. 5, на фиг. 5 представлен структурный схематический вид третьего варианта осуществления ветряной турбины согласно настоящему изобретению.

[0075] В некоторых вариантах осуществления, отличающихся от вышеописанных вариантов осуществления, ветряная турбина 10 в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения дополнительно содержит выступ 16, расположенный на засасывающей поверхности 126 и выступающий из нее, и который находится вблизи внешней кромки 122 и передней кромки 123. Законцовка лопасти 12 образована на пересечении внешней кромки 122 и передней кромки 123 лопасти 12, и выступ 16 расположен на законцовке лопасти, образованной внешней кромкой 122 и передней кромкой 123, что может рассеивать завихрение на законцовке лопасти и позволить засасывающей поверхности 126 лопасти 12 демонстрировать неровный внешний вид поверхности, тем самым уменьшая разделение воздушного потока на засасывающей поверхности 126 лопасти 12.

[0076] Так как положение засасывающей поверхности 126 лопасти 12 вблизи внешней кромки 122 имеет высокую эффективность воздействия на воздушный поток, и относительная линейная скорость воздушного потока в этом положении является высокой, выступ 16 в некоторых вариантах осуществления расположен вблизи внешней кромки 122, что способствует улучшению эффекта выступа 16 в рассеивании завихрения и подавлении разделения воздушного потока, тем самым уменьшается разделение воздушного потока на засасывающей поверхности 126 лопасти 12.

[0077] Выступ 16 расположен на второй области 128 на засасывающей поверхности 126, описанной в вышеуказанных вариантах осуществления. Таким образом, выступ 16 расположен как можно ближе к внешней кромке 122 лопасти 12, чтобы обеспечить эффект выступа 16 в рассеивании завихрения и подавлении разделения воздушного потока, тем самым дополнительно уменьшая разделение воздушного потока на засасывающей поверхности 126 лопасти 12. Вторая область 128 была описана в вышеуказанных вариантах осуществления и не будет повторно описана в настоящем документе.

[0078] Следует отметить, что ветряная турбина 10, описанная в некоторых вариантах осуществления, дополнительно может содержать первую канавку 13, описанную в вышеуказанных вариантах осуществления, в дополнение к выступу 16, чтобы уменьшить разделение воздушного потока на засасывающей поверхности 126 лопасти 12 путем взаимодействия выступа 16 и первой канавки 13. На фиг. 5 показано, что выступ 16 и первые канавки 13 расположены на засасывающей поверхности 126 лопасти 12, и первые канавки 13 расположены ближе к внешней кромке 122 лопасти 12, чем выступ 16.

[0079] В некоторых вариантах осуществления количество выступов 16 равно по меньшей мере двум, и выступы 16 расположены на расстоянии относительно друг друга вдоль направления ближе или по направлению к внешней кромке 122, так что на воздушный поток, создаваемый на передней кромке 123 лопасти 12, влияет большее количество выступов 16, чтобы дополнительно улучшить эффект выступов 16 в рассеивании завихрения в положении, где расположены выступы.

[0080] В некоторых вариантах осуществления выступ 16 проходит в направлении от передней кромки 123 лопасти 12. Таким образом, обеспечивается эффект выступа 16 в рассеивании завихрения и подавлении разделения воздушного потока, причем выступ 16 благодаря этой конструкции способствует оптимизации воздушного потока, что дополнительно способствует уменьшению потерь из-за завихрения на засасывающей поверхности 126 и уменьшению вибрации и шума ветряной турбины 10 во время работы.

[0081] Как показано на фиг. 5, в некоторых вариантах осуществления ветряная турбина 10 дополнительно содержит слой 17 элементов, расположенный на засасывающей поверхности 126 лопасти 12. Слой 17 элементов содержит элементы 171, распределенные последовательно в направлении от хвостовика 121 лопасти 12 к внешней кромке 122. В некоторых вариантах осуществления количество слоев 17 элементов равно по меньшей мере двум, причем слои 17 элементов распределены послойно вдоль направления от передней кромки 123 лопасти 12.

[0082] На фиг. 5 показано, что выступ 16, первые канавки 13 и слой 17 элементов расположены на засасывающей поверхности 126 лопасти 12. Первые канавки 13 расположены ближе к внешней кромке 122 лопасти 12, чем выступ 16 и слой 17 элементов. Слой 17 элементов расположен ближе к задней кромке 124 лопасти 12, чем выступ 16. Первое углубление 141, как описано в вышеуказанных вариантах осуществления, может быть дополнительно предоставлено на задней кромке 124 лопасти 12.

[0083] Видно, что конструкция вышеупомянутого слоя 17 элементов подобна перу птицы или чешуе рыбы и т. д., так что засасывающая поверхность 126 лопасти 12 демонстрирует неровный внешний вид поверхности, что способствует введению текучей среды с высокой энергией в граничный слой, так что поле течения граничного слоя при отрицательном градиенте давления может продолжать присоединяться к засасывающей поверхности 126 лопасти 12 после получения дополнительной энергии, и таким образом можно достичь эффекта задержки разделения воздушного потока на засасывающей поверхности 126. Таким образом, можно уменьшить разделение воздушного потока на засасывающей поверхности 126 лопасти 12, тем самым улучшается аэродинамическая эффективность вентилятора, выполненного с ветряной турбиной 10 в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения, и уменьшается шум вентилятора, выполненного с ветряной турбиной 10 в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения.

[0084] Как показано на фиг. 6 и 7, на фиг. 6 представлен структурный схематический вид четвертого варианта осуществления ветряной турбины согласно настоящему изобретению, и на фиг. 7 представлен структурный схематический вид в сечении ветряной турбины вдоль направления B-B, изображенного на фиг. 6. На фиг. 6 показана одна лопасть 12 всей ветряной турбины 10 и часть ступицы 11, соединенная с одной лопастью 12.

[0085] В некоторых вариантах осуществления толщина лопасти 12 (толщина H, как показано на фиг. 7) в положении, где находится слой 17 элементов, уменьшается послойно вдоль направления к задней кромке 124 лопасти 12, так что толщина лопасти 12 уменьшается и можно уменьшить вес лопасти 12, тем самым улучшаются аэродинамические характеристики ветряной турбины 10. Помимо этого, толщина лопасти 12, которая уменьшается послойно, также способствует введению текучей среды с высокой энергией в граничный слой, так что поле течения граничного слоя при отрицательном градиенте давления может продолжать присоединяться к засасывающей поверхности 126 лопасти 12 после получения дополнительной энергии, тем самым достигается эффект задержки разделения воздушного потока на засасывающей поверхности 126.

[0086] В некоторых вариантах осуществления значения толщины слоев 17 элементов (толщины h, как показано на фиг. 7) заданы отличающимися друг от друга, так что толщину лопасти 12 можно уменьшить в разной степени. Таким образом, уменьшенная степень толщины лопасти 12 может быть обосновано выбрана согласно требованиям для аэродинамических характеристик ветряной турбины 10. Таким образом, можно уменьшить вес лопасти 12, причем прочность лопасти 12 не испытывает существенного влияния и также может соответствовать требованиям для аэродинамических характеристик ветряной турбины 10.

[0087] В некоторых вариантах осуществления, как показано на фиг. 6 и 7, толщина h каждого из слоев 17 элементов уменьшается послойно вдоль направления к задней кромке 124 лопасти 12, так что толщину лопасти 12 можно минимизировать, то есть можно минимизировать вес лопасти 12. Разумеется, в других вариантах осуществления настоящего изобретения значения толщины слоев 17 элементов увеличиваются послойно в направлении к задней кромке 124 лопасти 12, что не ограничено в настоящем документе.

[0088] Следует отметить, что толщина каждого слоя 17 элементов является уменьшенной толщиной лопасти 12, полученной путем вычитания толщины лопасти 12 в положении, где находится другой слой 17 элементов, смежный с каждым слоем 17 элементов и расположенный ближе к задней кромке 124, чем каждый слой 17 элементов, из толщины лопасти 12 в положении, где находится каждый слой 17 элементов. Как показано на фиг. 7, слой элементов α расположен смежно со слоем элементов β, и слой элементов β расположен ближе к задней кромке 124 лопасти 12, чем слой элементов α. Таким образом, толщина слоя α элементов является уменьшенной толщиной лопасти 12 путем вычитания толщины лопасти 12 в положении, где находится слой β элементов, из толщины лопасти 12 в положении, где находится слой α элементов. То есть, толщина лопасти 12 в положении, где находится слой β элементов, является толщиной, полученной путем вычитания толщины h слоя α элементов из толщины лопасти 12 в положении, где находится слой α элементов.

[0089] Как показано на фиг. 5 и 6, в некоторых вариантах осуществления, так как области в лопасти 12, на которых легко происходит разделение воздушного потока, в основном находятся в положениях засасывающей поверхности 126 лопасти 12 вблизи задней кромки 124, слои 17 элементов, описанные выше, расположены в положениях засасывающей поверхности 126 лопасти 12 вблизи задней кромки 124, так что положения засасывающей поверхности 126 лопасти 12 вблизи задней кромки 124 имеют негладкую форму. Таким образом, можно задержать разделение воздушного потока на засасывающей поверхности 126 лопасти 12, тем самым дополнительно уменьшается разделение воздушного потока на засасывающей поверхности 126.

[0090] Как показано на фиг. 6 и 8, на фиг. 8 представлен увеличенный структурный схематический вид области C ветряной турбины, показанной на фиг. 6.

[0091] В некоторых вариантах осуществления расстояние между смежными слоями 17 элементов (расстояние W, как показано на фиг. 8, подобным образом далее в данном документе) составляет от 0,5 мм до 100 мм. Расстояние между смежными слоями 17 элементов может являться расстоянием между соответствующими положениями смежных слоев 17 элементов. Например, как показано на фиг. 8, расстояние между смежными слоями элементов может быть минимальным расстоянием между концами элементов 171 смежных слоев элементов, обращенных к задней кромке 124.

[0092] Таким образом, можно обеспечить наличие достаточного расстояния между смежными слоями 17 элементов для содействия проектировке и изготовлению элемента 171 каждого слоя 17 элементов и обеспечить, чтобы расстояние между смежными слоями элементов не было слишком большим, чтобы обеспечить эффект слоев 17 элементов в уменьшении разделения воздушного потока и предотвратить слабое подавление разделения воздушного потока на засасывающей поверхности 126 лопасти 12 из-за неплотного распределения слоев 17 элементов.

[0093] Как показано на фиг. 5 и 6, в некоторых вариантах осуществления расстояние между концами смежных слоев элементов вблизи хвостовика 121 лопасти меньше расстояния между концами смежных слоев элементов вблизи внешней кромки 122. В некоторых вариантах осуществления расстояние между смежными слоями элементов постепенно увеличивается вдоль направления от хвостовика 121 лопасти к внешней кромке 122 лопасти 12, чтобы соответствовать тенденции, согласно которой длина хорды лопасти 12 постепенно увеличивается вдоль направления от хвостовика 121 лопасти к внешней кромке 122 лопасти 12, так что расстояние между смежными слоями 17 элементов лучше соответствует изменению длины хорды лопасти 12, тем самым улучшается эффект слоя 17 элементов в подавлении разделения воздушного потока на засасывающей поверхности 126 лопасти 12. Кроме этого, вышеописанная конструкция позволяет лопасти 12 в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения иметь улучшенный внешний вид продукта, который больше соответствует промышленному дизайну и применению и который улучшает конкурентоспособность ветряной турбины 10 как продукта в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения.

[0094] Расстояние между смежными слоями 17 элементов, как описано в вышеуказанных вариантах осуществления, составляет от 0,5 мм до 100 мм. В некоторых вариантах осуществления расстояние между концами смежных слоев 17 элементов вблизи хвостовика 121 лопасти составляет 30 мм, тогда как расстояние между концами смежных слоев 17 элементов вблизи внешней кромки 122 составляет 50 мм. Другими словами, расстояние между смежными слоями 17 элементов в некоторых вариантах осуществления постепенно увеличивается от 30 мм до 50 мм вдоль направления от хвостовика 121 лопасти 12 к внешней кромке 122. Таким образом, можно дополнительно обеспечить, чтобы расстояние между смежными слоями 17 элементов лучше соответствовало изменению длины хорды лопасти 12, что способствует улучшению эффекта слоя 17 элементов в подавлении разделения воздушного потока на засасывающей поверхности 126 лопасти 12 и дополнительно гарантирует влияние лопасти 12 на внешний вид продукта.

[0095] На фиг. 9 представлено схематическое изображение, иллюстрирующее соотношение между расстояниями и шумом смежных слоев элементов согласно настоящему изобретению. Можно видеть, что расстояние между смежными слоями 17 элементов в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения составляет от 30 мм до 50 мм, что может обеспечить наличие низкого шума ветряной турбины 10 в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения.

[0096] Разумеется, в других вариантах осуществления настоящего изобретения расстояние между смежными слоями 17 элементов также может постепенно уменьшаться, оставаться неизменным или может быть неравномерным вдоль направления от хвостовика 121 лопасти 12 к внешней кромке 122. При условии, что эффект слоя 17 элементов в подавлении разделения воздушного потока на засасывающей поверхности 126 лопасти 12 может быть улучшен, расстояние между смежными слоями 17 элементов не ограничено.

[0097] Как дополнительно показано на фиг. 6 и 8, в некоторых вариантах осуществления в каждом слое 17 элементов расстояние между соответствующими положениями любых двух смежных элементов 171 (расстояние W, как показано на фиг. 8, подобным образом далее в данном документе) составляет от 5 мм до 80 мм. Расстояние между соответствующими положениями любых двух смежных элементов 171 может быть расстоянием между концами любых двух смежных элементов 171, обращенных к задней кромке 124. Таким образом, форма распределения элементов 171 в каждом слое 17 элементов может соответствовать требованиям, тем самым обеспечивая эффект слоя 17 элементов в подавлении разделения воздушного потока на засасывающей поверхности 126 лопасти 12.

[0098] В некоторых вариантах осуществления расстояние между соответствующими положениями любых двух смежных элементов 171 в каждом слое 17 составляет 22 мм. Таким образом, можно максимально увеличить эффект слоя 17 элементов в подавлении разделения воздушного потока на засасывающей поверхности 126 лопасти 12.

[0099] На фиг. 10 показано схематическое изображение, иллюстрирующее соотношение между расстояниями и шумом в соответствующих положениях любых двух смежных элементов в каждом слое элементов настоящего изобретения. Можно видеть, что расстояние между соответствующими положениями любых двух смежных элементов 171 в каждом слое 17 элементов вышеуказанного варианта осуществления составляет 22 мм, что может обеспечить низкий шум вентилятора, выполненного с ветряной турбиной 10 в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения.

[00100] В некоторых вариантах осуществления в каждом слое 17 элементов расстояния между соответствующими положениями любых двух смежных элементов 171 могут быть равны между собой. Таким образом, при условии, что слой 17 элементов может подавлять разделение воздушного потока на засасывающей поверхности 126 лопасти 12, лопасть 12 имеет надлежащий внешний вид продукта и больше соответствует промышленному дизайну и применению, и можно улучшить конкурентоспособность ветряной турбины 10 как продукта в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения.

[00101] Разумеется, в других вариантах осуществления настоящего изобретения в каждом слое 17 расстояния между соответствующими положениями любых двух смежных элементов 171 могут отличаться друг от друга и быть непостоянными. При условии, что эффект слоя 17 элементов в подавлении разделения воздушного потока на засасывающей поверхности 126 лопасти 12 улучшен, расстояние между соответствующими положениями любых двух смежных элементов 171 не ограничено.

[00102] Как показано на фиг. 6 и 11, на фиг. 11 представлен структурный схематический вид пятого варианта осуществления ветряной турбины согласно настоящему изобретению.

[00103] В некоторых вариантах осуществления ортогональная проекция каждого из элементов 171 на плоскости отсчета имеет по меньшей мере одну из форм, выбранных из группы, состоящей из дуги, кривой и зигзагообразной линии. Плоскость отсчета (плоскость γ, как показано на фиг. 6 и 11, подобным образом далее в данном документе) перпендикулярна центральной оси ступицы 11 (оси O, перпендикулярной направлению бумаги, как показано на фиг. 6). Таким образом, лопасть 12 имеет надлежащий внешний вид продукта и больше соответствует промышленному дизайну и применению, а также способствует улучшению конкурентоспособности ветряной турбины 10 как продукта в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения.

[00104] На фиг. 6 показано, что ортогональная проекция каждого из элементов 171 на плоскости отсчета γ имеет форму дуги, и форма дуги может представлять собой дугу окружности или тому подобное. Ортогональная проекция каждого из элементов 171, показанных на фиг. 6, на плоскости γ отсчета имеет форму полукруглой дуги. Ортогональная проекция каждого из элементов 171, показанных на фиг. 11, на плоскости γ отсчета имеет форму зигзагообразной линии. Разумеется, в других вариантах осуществления настоящего изобретения ортогональная проекция каждого из элементов 171 на плоскости отсчета может иметь другие формы, и ортогональные проекции элементов 171, содержащихся в каждом слое 17 элементов, на плоскости отсчета могут иметь форму комбинации дуги, зигзагообразной линии и любых других форм, что не ограничено.

[00105] В заключение, ветряная турбина в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения содержит выступ, выступающий из засасывающей поверхности и расположенный вблизи внешней кромки и передней кромки, причем выступ может рассеивать завихрение, образованное на законцовке лопасти внешней кромкой и передней кромкой, и позволяет засасывающей поверхности лопасти демонстрировать неровный внешний вид поверхности, тем самым уменьшается разделение воздушного потока на засасывающей поверхности лопасти.

[00106] Помимо этого, ветряная турбина дополнительно содержит слой элементов, расположенный на засасывающей поверхности. Слой элементов содержит элементы, и элементы распределены последовательно вдоль направления от хвостовика лопасти к внешней кромке, что позволяет засасывающей поверхности лопасти демонстрировать неровный внешний вид поверхности и дополнительно уменьшает разделение воздушного потока на засасывающей поверхности лопасти.

[00107] Как показано на фиг. 12, на фиг. 12 представлен структурный схематический вид варианта осуществления вентилятора согласно настоящему изобретению.

[00108] В некоторых вариантах осуществления вентилятор 100 содержит ветряную турбину 10. Ветряная турбина 10 была подробно описана в вышеуказанных вариантах осуществления и не будет повторно описана в настоящем документе. В некоторых вариантах осуществления вентилятор 100 дополнительно содержит приводное устройство 20, соединенное с ветряной турбиной 10 посредством передачи для приведения ветряной турбины 10 во вращение, тем самым генерируется воздушный поток. В некоторых вариантах осуществления приводное устройство 20 может представлять собой двигатель или тому подобное, что не ограничено.

[00109] В некоторых вариантах осуществления вентилятор 100 может представлять собой вентилятор с осевым потоком, и концепция и принцип работы вентилятора с осевым потоком могут быть поняты специалистами в данной области техники и не будут повторно описаны в настоящем документе. Вентилятор 100 в некоторых вариантах осуществления может применяться в наружном блоке системы кондиционирования воздуха или тому подобной, особенно в наружном блоке мульти-сплит системы кондиционирования воздуха или тому подобной, что не ограничено.

[00110] Как показано на фиг. 13, на фиг. 13 представлено схематическое изображение, иллюстрирующее сравнение между вентилятором согласно настоящему изобретению и традиционным вентилятором применительно к соотношениям между объемами воздушного потока и величинами шума. Линия I1 показывает соотношение между объемом воздушного потока и шумом вентилятора в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения, и линия I2 показывает соотношение между объемом воздушного потока и шумом традиционного вентилятора. На фиг. 13 можно видеть, что вентилятор в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения обладает меньшим шумом, чем традиционный вентилятор, когда вентилятор в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения обладает тем же объемом воздушного потока, что и традиционный вентилятор.

[00111] Как показано на фиг. 14, на фиг. 14 представлено схематическое изображение, иллюстрирующее сравнение между вентилятором согласно настоящему изобретению и традиционным вентилятором применительно к соотношениям между объемами воздушного потока и величинами мощности. Линия I3 показывает соотношение между объемом воздушного потока и мощностью вентилятора в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения, и линия I4 показывает соотношение между объемом воздушного потока и мощностью традиционного вентилятора. На фиг. 14 можно увидеть, что мощность вентилятора в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения меньше мощности традиционного вентилятора, когда вентилятор в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения обладает таким же объемом воздушного потока, что и традиционный вентилятор, что означает, что вентилятор в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения обладает меньшим потреблением энергии и большей эффективностью, чем традиционный вентилятор.

[00112] Как показано на фиг. 15, на фиг. 15 представлено схематическое изображение, иллюстрирующее сравнение между вентилятором согласно настоящему изобретению и традиционным вентилятором применительно к уровням шума при разных значениях частоты. Линия I5 показывает уровни шума при разных значениях частоты ветряной турбины в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения, и линия I6 показывает уровни шума при разных значениях частоты традиционной ветряной турбины. На фиг. 15 можно увидеть, что ветряная турбина в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения имеет меньший шум во всем частотном диапазоне, чем традиционный вентилятор.

[00113] Как показано на фиг. 16, на фиг. 16 представлен структурный схематический вид варианта осуществления кондиционера воздуха согласно настоящему изобретению.

[00114] В некоторых вариантах осуществления кондиционер 200 воздуха содержит вентилятор 100. Вентилятор 100 был подробно описан в вышеуказанных вариантах осуществления и не будет повторно описан в настоящем документе. Кондиционер 200 воздуха выполнен в виде системы кондиционирования воздуха. В некоторых вариантах осуществления кондиционер 200 воздуха может представлять собой наружный блок кондиционера воздуха или тому подобное, например раздельный наружный блок кондиционера воздуха или тому подобное, что не ограничено.

[00115] Кроме этого, в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения, если иное явным образом не ограничено и определено, термины «присоединенный», «соединенный», «наслоенный» и тому подобные следует понимать в широком смысле. Например, эти термины могут быть истолкованы как то, что два компонента неподвижно соединены друг с другом, разъемно соединены друг с другом или интегрированы друг с другом; или могут быть истолкованы как то, что два компонента непосредственно соединены друг с другом или опосредованно соединены друг с другом с помощью промежуточного средства; или могут быть истолкованы как то, что два компонента сообщаются друг с другом или взаимодействуют друг с другом. Конкретные значения вышеупомянутых терминов в настоящем изобретении могут быть поняты специалистам в данной области техники исходя из конкретных обстоятельств.

[00116] Следует отметить, что вышеуказанные варианты осуществления используются лишь для объяснения технических решений настоящего изобретения, но не для его ограничения. Хотя настоящее изобретение подробно описано со ссылкой на вышеупомянутые варианты осуществления, специалисты в данной области техники должны понимать, что технические решения, описанные в вышеупомянутых вариантах осуществления, могут быть модифицированы, или некоторые или все технические признаки в этих вариантах осуществления могут быть заменены эквивалентным образом. Однако эти модификации или замены не приводят к отклонению сущности соответствующих технических решений от объема технических решений вариантов осуществления настоящего изобретения.

Предусмотрены ветряная турбина (10), вентилятор (100) и кондиционер (200) воздуха. Ветряная турбина (10) содержит ступицу (11), лопасть (12) и по меньшей мере две первые канавки (13). Лопасть (12) содержит хвостовик (121) лопасти, внешнюю кромку (122) и засасывающую поверхность (126). Хвостовик (121) лопасти соединен со ступицей, причем внешняя кромка (122) находится дальше от ступицы (11), чем хвостовик (121) лопасти, и засасывающая поверхность (126) соединена с хвостовиком (121) лопасти и внешней кромкой (122). Первые канавки (13) образованы на засасывающей поверхности (126) в положениях вблизи внешней кромки (122) и последовательно расположены на расстоянии друг от друга вдоль направления протяженности внешней кромки (122). 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 16 ил.

1. Ветряная турбина (10), отличающаяся тем, что содержит:

ступицу (11);

лопасть (12), содержащую хвостовик (121) лопасти, внешнюю кромку (122) и засасывающую поверхность (126); причем хвостовик (121) лопасти соединен со ступицей (11), внешняя кромка (122) расположена дольше от ступицы (11), чем хвостовик (121) лопасти, и засасывающая поверхность (126) соединена с хвостовиком (121) лопасти и внешней кромкой (122); и

по меньшей мере две первые канавки (13), образованные на засасывающей поверхности (126) в положениях вблизи внешней кромки (122), причем первые канавки (13) последовательно расположены на расстоянии друг от друга вдоль направления протяженности внешней кромки (122).

2. Ветряная турбина (10) по п. 1, отличающаяся тем, что лопасть (12) содержит нагнетающую поверхность (125), причем нагнетающая поверхность (125) расположена напротив засасывающей поверхности (126), нижняя часть по меньшей мере одной из первых канавок (13) расположена ближе к нагнетающей поверхности (125), чем к засасывающей поверхности (126).

3. Ветряная турбина (10) по п. 1, отличающаяся тем, что соотношение между длиной L1 по меньшей мере одной из первых канавок и расстоянием L2 между двумя смежными первыми канавками (13) отвечает следующему условию: 0,1<L1/L2<2.

4. Ветряная турбина (10) по п. 1, отличающаяся тем, что

засасывающая поверхность (126) содержит первую область (127), и первые канавки (13) образованы в первой области (127); и

при этом ветряная турбина (10) образует первую окружность (Φ1) и вторую окружность (Φ2), причем центр первой окружности (Φ1) находится в центре ступицы (11), радиус первой окружности (Φ1) является максимальным расстоянием от лопасти (12) до центра, центр второй окружности (Φ2) находится в центре, радиус второй окружности (Φ2) является минимальным расстоянием от края первой области (127) вблизи ступицы (11) до центра, и соотношение между диаметром D1 первой окружности (Φ1) и диаметром D2 второй окружности (Φ2) отвечает следующему условию: 0,9<D2/D1<0,99.

5. Ветряная турбина (10) по п. 1, отличающаяся тем, что ветряная турбина (10) содержит по меньшей мере два набора (131) первых канавок, причем каждый из наборов (131) первых канавок содержит первые канавки (13), и наборы (131) первых канавок последовательно расположены на расстоянии друг от друга вдоль направления от хвостовика (121) лопасти к внешней кромке (122).

6. Ветряная турбина (10) по п. 1, отличающаяся тем, что

лопасть (12) содержит переднюю кромку (123) и заднюю кромку (124), причем передняя кромка (123) и задняя кромка (124) расположены напротив друг друга, передняя кромка (123) соединена с хвостовиком (121) лопасти и внешней кромкой (122), и задняя кромка (124) соединена с хвостовиком (121) лопасти и внешней кромкой (122); и

при этом задняя кромка (124) имеет углубление, углубленное к передней кромке (123), и углубление проходит через лопасть (12) вдоль направления толщины лопасти (12).

7. Ветряная турбина (10) по п. 6, отличающаяся тем, что

засасывающая поверхность (126) содержит вторую область (128), и углубление образовано во второй области (128); и

при этом ветряная турбина (10) образует первую окружность (Φ1) и третью окружность (Φ3), центр первой окружности (Φ1) находится в центре ступицы (11), радиус первой окружности (Φ1) является максимальным расстоянием от лопасти (12) до центра, центр третьей окружности (Φ3) находится в центре, радиус третьей окружности (Φ3) является минимальным расстоянием от края второй области (128) вблизи ступицы (11) до центра, и соотношение между диаметром D1 первой окружности (Φ1) и диаметром D3 третьей окружности (Φ3) отвечает следующему условию: 0,5<D3/D1<0,95.

8. Ветряная турбина (10) по п. 1, отличающаяся тем, что дополнительно содержит:

множество вторых канавок (15), причем вторые канавки (15) образованы на засасывающей поверхности (126), вторые канавки (15) расположены ближе к хвостовику (121) лопасти, чем первые канавки (13).

9. Ветряная турбина (10) по п. 1, отличающаяся тем, что

лопасть (12) содержит переднюю кромку (123), и два конца передней кромки (123) соединены с хвостовиком (121) лопасти и внешней кромкой (122); и

при этом ветряная турбина (10) содержит выступ (16), расположенный на засасывающей поверхности (126) и вблизи внешней кромки (122) и передней кромки (123), и первые канавки (13) расположены ближе к внешней кромке (122), чем выступ (16).

10. Ветряная турбина (10) по п. 9, отличающаяся тем, что количество выступов (16) равно по меньшей мере двум, и выступы (16) расположены с интервалом относительно друг друга вдоль направления вблизи внешней кромки (122); или

выступ (16) проходит от передней кромки (123).

11. Ветряная турбина (10) по п. 1, отличающаяся тем, что дополнительно содержит:

один или больше элементов (171), расположенных на засасывающей поверхности (126) и предусматривающих по меньшей мере два элемента (171), распределенных последовательно вдоль направления от хвостовика (121) лопасти к внешней кромке (122).

12. Ветряная турбина (10) по п. 11, отличающаяся тем, что количество слоев (17) элементов равно по меньшей мере двум, слои (17) элементов распределены послойно в направлении от передней кромки (123), и толщина лопасти (12) в положении, где находится каждый из слоев (17) элементов, послойно уменьшается в направлении от передней кромки (123).

13. Ветряная турбина (10) по п. 1, отличающаяся тем, что соотношение между диаметром D1 ветряной турбины (10) и диаметром D4 ступицы (11) отвечает следующему условию: 0,2<D4/D1<0,4.

14. Вентилятор, содержащий:

ветряную турбину (10) по любому из пп. 1–13; и приводное устройство (20), соединенное с ветряной турбиной (10) посредством передачи и выполненное с возможностью приведения ветряной турбины (10) во вращение.

15. Кондиционер воздуха, содержащий вентилятор по п. 14.