Безлопастный вентилятор. Безлопастной вентилятор: принцип действия Безлопастные вентиляторы разбор

Стройматериалы 25.10.2019

Стройматериалы

Как действует обычный вентилятор, состоящий из оси и лопастей, известно многим. Но появившийся не так давно на рынке безлопастной вентилятор постепенно начинает завоевывать симпатии потребителей. «Что же это за прибор? Как он может нагнетать воздух, если нет лопастей? Наверное, это слишком сложное устройство», − скажут многие.

Как возможно сделать перемещение воздуха без лопастей

Как работает безлопастной вентилятор? Какие сложные технологии используются во время перегонки воздушных масс?

На самом деле принцип работы довольно прост. Он основан на законе физики, в котором говорится о разнице давления внутри и снаружи воздушного потока и о естественном стремлении среды выровнять баланс, направляя воздушные потоки к области с низким давлением.

Именно такой принцип действия заложен в работе безлопастного устройства, способного за короткий срок охладить большую площадь помещения. Этот прибор состоит из:

круглой или овальной рамки с небольшим отверстием для втягивания воздуха;
основания, на котором прочно зафиксирована рамка (основание может дополнительно оснащаться рамой для крепления к горизонтальным поверхностям);
мини-турбины, закрепленной внутри рамки;
небольшого моторчика, расположенного у основания прибора.

Вентилятор без лопастей работает так:

При включении мотора приводится в действие турбина, установленная внутри рамки.
При вращении мини-турбины происходит втягивание воздуха через специальное отверстие на рамке.
Воздушная среда под воздействием турбулентности получает ускорение и выбрасывается через выходную рамочную щель.
Выброшенный поток создает вакуум внутри рамки, куда снова устремляется воздух для заполнения пустот.

Энергия при работе прибора в основном нужна при раскручивании турбины, остальные физические процессы почти не требуют энергетических затрат. Это способствует тому, что безлопастной мини-вентилятор можно подключать даже к маломощным источникам питания, например, автомобильному прикуривателю.

Области использования

Вентилятор без лопастей можно установить везде. Это может быть:

Преимущества

Турбулентный воздуходув, в отличие от своего лопастного «коллеги», обладает целым рядом преимуществ:

Недостатки

Человечество еще не изобрело прибор, обладающий только достоинствами и не имеющий недостатков, но уже близко к этому. У аппаратуры без лопастей имеются только условные недостатки:

Шум и вибрация. Турбина работает бесшумно, но проходящий через рамочное кольцо атмосферный поток вызывает гул и вибрацию.
Высокая цена по сравнению с обычными вентилирующими аппаратами. Но и тут следует вспомнить, что конструкция обладает свойствами кондиционеров, но намного дешевле их.

Стоимость

По ценовому сравнению с лопастными конструкциями безлопастные проигрывают – слишком уж дорогие (до 20-30 тысяч рублей).

Безлопастной агрегат по эффективности приравнивается к кондиционерам средней мощности, но стоит намного дешевле их. Но, в отличие от традиционных вентилирующих устройств, он не только приводит в движение воздушные массы, но и дополнительно охлаждает их. Он не нуждается в специализированном монтаже, как кондиционер.

Самостоятельное изготовление устройства

При появлении очередной новинки многие умельцы сразу задумываются, как изготовить подобное своими руками. Возможно ли это?

Вроде бы ничего сложного, можно раздобыть все необходимые составляющие, но, к сожалению, это не совсем так. Даже зная принцип действия, и имея все нужные составляющие детали, просто собрать прибор своими руками не получится.

Почему? Да потому что, кроме необходимых деталей, необходимо знать размеры воздухопропускающего кольца, мощность турбины и двигателя, а также рассчитать размер отверстия для атмосферного притока, турбулентность и скорость потока на выходе.

Сложно? Наверное, если есть друзья-физики, способные рассчитать необходимые размеры, такой приборчик будет легко сделать своими руками, а просто имея под рукой необходимые подручные материалы, не получится.

Безопасные вентилирующие устройства без лопастей удобны, практичны, безопасны и отличаются стильным дизайном. Постепенно они теснят на рынке бытовых приборов своих лопастных «коллег», завоевывая симпатии покупателей.

Всемирно известный британский новатор Джеймс Дайсон, изобретатель пылесоса без мешка для сбора пыли, водопада, текущего вверх, и целого ряда других полезных и бесполезных вещей, сумел в очередной раз удивить мир. Он выпустил на рынок стильный комнатный вентилятор без ротора и лопастей. На первый взгляд – чистая загадка. Секрет из устройства, впрочем, его автор не делает.

На счету сэра Джеймса Дайсона (James Dyson) имеются и быстрый водный аппарат, и садовая тележка с шаром вместо колеса. Широкие же массы больше знакомы с пылесосами-циклонами, обычно не подозревая, что именно Дайсон изобрёл первый такой аппарат ещё в конце 1970-х. Теперь подобную технику выпускают многие. Но виртуозное обращение с потоками воздуха стало визитной карточкой именно компании Dyson , основанной в 1993 году.

Неудивительно, что сенсационная новинка от сэра Джеймса опять-таки «колдует» с воздухом. Только выяснилось это в последний момент. А сначала британцы не говорили даже, из какой области их очередная конструкция. Вот такой интригующий тизер Dyson выпустила незадолго до премьеры.

Представители тестовой группы явно высказывали удивление и заинтересованность. Многие недоверчиво протягивали руки в кольцо, пытаясь раскрыть «обман». Да, само кольцо в ролике осталось за кадром. На снимках ниже вы можете увидеть, как на самом деле выглядел тот тест на «вау-эффект».

«О, боже!» – «Как это работает?» – «Я не могу объяснить!» (кадры Dyson).

Это занятное устройство называется «Умножитель воздуха Дайсона» (Dyson Air Multiplier). Изобретатель придумал его, дабы избавить настольный вентилятор от ряда недостатков: «рваного» турбулентного потока, не всегда приятного, когда он попадает на лицо, а также — лезвий ротора.

Последние, во-первых, опасны для малышей (детишки вполне могут просунуть пальчики меж прутьев защитной решётки), а во-вторых — накапливают пыль (для должной их очистки вам приходится разбирать ту самую решётку). В Air Multiplier же видимого ротора нет, ничего вообще не вращается (снаружи, во всяком случае), а протирать пыль с такого вентилятора — проще простого.

Испытавшие новинку сообщают, что «игрушка» поначалу производит неизгладимое впечатление, особенно если просунуть руку в кольцо. Чувствуется, что основной поток формируется где-то на небольшом расстоянии перед устройством, в некоем «фокусе» (фотографии gizmodo.com, engadget.com).

В основе системы лежит пластиковое кольцо, сечение которого похоже на профиль самолётного крыла. На внутренней его поверхности по всему периметру расположена щель толщиной всего 1,3 миллиметра. Маленькая, но очень эффективная воздушная турбина (она приводится 40-ваттным электромоторчиком) спрятана в основании прибора.

Устройство забирает воздух через решётку внизу и накачивает его в полость внутри кольца. Из узкой щели воздух выходит с огромной скоростью и начинает плавно огибать внутренний аэродинамический профиль. При этом напротив центра кольца создаётся область разрежения, в которую втягивается воздух с дальней от пользователя стороны. Этот поток быстро вовлекается в общее движение. Причём течение ещё и подхватывает немного воздуха с внешней стороны обруча.

Dyson выводит на рынок сразу три модели «Умножителя», отличающиеся расцветкой и диаметром кольца (10 или 12 дюймов, то есть примерно 25 и 31 сантиметр). Все три версии стоят у себя на родине по 200 фунтов ($316).
Как и большинство настольных вентиляторов, Air Multiplier может регулярно разворачиваться вправо-влево в пределах 90 градусов, а ещё тут можно регулировать угол наклона струи к горизонту. Шум от устройства сопоставим с жужжанием современных не самых громких пылесосов или фенов (фотографии Dyson, gizmodo.com).

Турбина (её скорость можно плавно регулировать) подаёт в щель свыше 20 литров воздуха в секунду. А на выходе из прибора объём воздуха вырастает в 10-20 раз! Таков «умножающий эффект» Air Multiplier.

Скорость суммарного потока может достигать 35 километров в час. При этом на выходе из щели тонкий слой, увлекающий за собой остальной воздух, разгоняется и вовсе до 88 км/ч.

Благодаря форме крыла и профилированной щели внутрь кольца засасывается в среднем в 15 раз больше воздуха, чем проходит через турбину, укрытую в основании вентилятора (иллюстрации Dyson).

В некотором роде перед нами дальнейшее развитие дайсоновского "Воздушного лезвия" — ультраскоростной сушилки для рук. Сам Дайсон рассказывает: «Заметив, что при работе „лезвия“ оно завлекает немного воздуха со стороны, мы начали думать, как бы этот эффект применить на практике. И решили создать устройство для генерации потоков воздуха без традиционной „крыльчатки“. Три года разработки, потом ещё тесты, и вот продукт готов».

Чертежи и разрез раскрывают, где всё же спрятан собственно «вентилятор», то есть крыльчатка. Однако это крошечная турбинка с хитроумно изогнутыми лезвиями, спроектированная по образцу авиационных турбин, мало похожа на простой «пропеллер», обычно применяющийся в подобной технике (иллюстрации Dyson, pocket-lint.com, dailymail.co.uk).

Инженеры Dyson немало поломали головы над тем, чтобы заставить потоки объединяться и «тянуться» так, как нужно. Сотни тестов прототипов позволили получить выверенный профиль с точно высчитанным углом, под которым из щели выходит «стартовый» высокоскоростной поток. Зато результат оказался превосходный.

Когда летом столбик термометра начинает превышать тридцатиградусную отметку, единственное, что хочется сделать - это найти прохладное местечко, в котором можно было бы спастись от невыносимого зноя. Знакомая ситуация, не так ли? Спасаться от жары можно по-разному. Кто-то постоянно употребляет холодную воду, кто-то отправляется в отпуск и не вылезает моря, а тяжелее всего приходится тем людям, которые работают в закрытом помещении или вынуждены находиться дома. Поэтому многих наверняка заинтересует такая вещь, как безлопастной вентилятор. В сравнении с кондиционером его стоимость существенно меньше, к тому же его можно поставить в каком угодно месте. А оригинальный дизайн такого устройства украсит интерьер любого помещения.

Как работает безлопастной вентилятор

Суть идей, лежащих в основе разработок всех бытовых приборов, невзирая на годы, остается одной и той же. Все, что может дать технический прогресс - это лишь их видоизменение и совершенствование. И безлопастной вентилятор не является исключением. Своему появлению на свет хитрый прибор обязан американскому изобретателю Джеймсу Дайсону. Именно ему пришло в голову создать устройство для перемещения воздуха, которое не имеет ни лопастей, ни каких-либо движущих частей.

Как же тогда работает безлопастной вентилятор? Принцип функционирования данного устройства был позаимствован у сушилки для рук, к которой мы уже давно успели привыкнуть. Когда мы подставляем под нее руки, поток воздуха начинает двигаться с большой силой и вовлекает за собой воздушные слои, находящиеся от него в непосредственной близости. Безлопастный вентилятор по своей форме представляет аэродинамической кольцо, которое расположено на небольшой подставке. Внутри установлен электродвигатель. В самом же аэродинамическом кольце устроена очень узкая щель шириной всего лишь в 1,3 мм. Турбина с огромной силой нагнетает в него воздух. Внутри конструкции образуется высокое давление, и смесь газов начинает с большой скоростью выходить через щель. В итоге напротив центра кольца возникает зона разрежения, которая и втягивает в себя окружающий воздух.

Чем хорош безлопастной вентилятор

Богатая цветовая гамма и современный дизайн подобных устройств позволяют подобрать модель в соответствии с любыми вкусами и предпочтениями покупателей. Корпус может быть как пластиковым, так и хромированным. А некоторые модели даже имеют встроенную подсветку. Наиболее важные преимущества, которыми может похвастаться безлопастной вентилятор - это бесшумная работа, регулируемая скорость обдува, равномерное и плавное движение воздуха. Отсутствие в корпусе решетки и лопастей делает чистку быстрой и легкой, а низкий центр тяжести придает устройству отличную устойчивость. Подача воздуха может производиться под разными углами, а наличие пульта наверняка понравится тем, кто привык к комфорту. Не менее важной характеристикой является безопасность работы. Безлопастный вентилятор можно без всякого опасения оставлять включенным в помещении, где находятся дети или домашние животные. Все это делает данное устройство весьма полезным.

Безлопастной вентилятор обеспечивает здоровый микроклимат в помещении в самую жаркую погоду, что крайне положительно отражается на повышении продуктивности труда офисных работников. Помимо прочего, подобный агрегат способен стать настоящим украшением интерьера.

Безлопастной вентилятор - принцип действия

Как функционирует инновационное изобретение? Принцип кондиционирования обеспечивается прохождением потоков воздуха через специальное кольцо, которое отличается неровной формой. Выполнена конструктивная деталь согласно законам аэродинамики, которые актуальны при разработке закрылков авиационной техники.

В основании безлопастной вентилятор содержит отверстия, которые служат для всасывания воздуха в помещение. При помощи турбины поток распространяется по форме кольца, во внутренней части которого создается зона отрицательного давления. В результате - воздух равномерно выбрасывается из устройства усиленной струей. Именно этим потоком и наслаждается пользователь, используя безлопастный вентилятор.

Учитывая то, что безлопастной вентилятор, цена которого на российском рынке составляет от 5000 до 25 000 рублей и более, включает в себя сотни различных моделей, потребителю порой трудно определиться с подходящим вариантом. Поэтому стоит относиться к подбору такого климатического оборудования, исходя из личных потребностей, обращая внимание на следующие параметры.

Радиус кольца

Данный показатель, наряду с интенсивностью и мощностью циркуляции воздушного потока, сказывается на эффективности применения безлопастного вентилятора в том или ином помещении. Выбор агрегата с крупным кольцом способствует более качественной вентиляции.

Мощность

От параметра мощности зависит расход потребляемой энергии, качество воздухообмена, но также уровень шумов. Производительность выступает некритичным показателем при необходимости кондиционирования воздуха в жилых помещениях. Однако для крупных офисов подходит лишь по-настоящему мощный безлопастной вентилятор. Несмотря на достаточно громкую работу, высокая эффективность полностью оправдает подобный недостаток.

Воздухообмен

Для вентиляторов, которые приобретаются для обслуживания объемных помещений, данный показатель должен составлять порядка 250 м 3 /час. Отдавая предпочтение бюджетным моделям, придется расплачиваться тем, что воздух попросту не будет циркулировать в углах офиса.

Поворот кольца

Как и лопастные модели, климатические приборы данной категории способны осуществлять вращение рабочей части по отношению к оси, что способствует увеличению вентилируемой площади. Большинство моделей, которые пользуются спросом на рынке, обладают углом поворота кольца до 90 о. Однако при желании можно приобрести агрегат, в котором представленный показатель на порядок больше, другими словами - вплоть до 360 о.

Количество скоростей

Отдавая предпочтение модели с возможностью широкой настройки параметров, можно добиться высочайшего уровня комфорта при нахождении в помещении. Плавная регулировка силы воздушных потоков дает возможность персоналу чувствовать себя максимально уютно в любом уголке, куда будет поступать прохлада.

В итоге

Когда возникает потребность в нахождении достойной альтернативы громоздкому и дорогостоящему кондиционеру, стоит обратить внимание на инновационные безлопастные вентиляторы. Удобство и безопасность эксплуатации, непрерывный приток свежего воздуха - это лишь малая доля достоинств, которые заслуживают внимания при выборе такой климатической техники. Что касается фирмы-производителя, то хорошо зарекомендовали себя китайские изделия компаний Coolguy, WATT, которые пользуются на рынке устойчивым спросом.

С наступлением жары мы вспоминаем о вентиляторах, самых простых и доступных изобретениях человека для освежения воздуха. Классическая конструкция вентилятора состоит из движка, на вал которого закреплена крыльчатка с множеством лопастей. Во время работы вентилятора воздух засасывается с тыльной его стороны, и проходя через лопасти с увеличенной скоростью выталкивается вперед, создавая эффект охлаждения и свежести.
Обычный вентилятор имеет ряд недостатков: шум и вибрация от лопастей, которые собирают на себя пыль и загрязнение воздуха. Для того чтобы их очистить, необходимо снимать защитную решетку. Скорость таких вентиляторов регулируется всего в нескольких режимах, а настроить ракурс обдува и вовсе бывает затруднительно.
Предлагаемое нами альтернативное устройство лишено этих недостатков. Эту разработку придумали инженеры компании Dyson, представив практически революционное решение в области вентиляции воздуха. Благодаря им мир узнал, что такое безлопастный вентилятор. И сегодня мы будем собирать его в домашних условиях.

Принцип работы безлопастного вентилятора

Основным отличием безлопастного вентилятора от обычного является измененное направление выталкиваемого потока воздуха. Достигается это за счет того, что двигатель с крыльчаткой размещены вертикально и спрятаны в основании, которое оборудовано решетками. Через них потоки воздуха проходят в рамку, размещенную над основанием и снабженную щелями по периметру для осуществления вентиляции.

Материалы, инструменты для безлопастного вентилятора

Для сборки этого ультрасовременного бытового гаджета нам понадобятся следующие материалы:

Отрезки ПВХ труб диаметром 150, 125, 90 мм;
Быстросохнущий клей для пластмассы, типа суперклей;
Небольшой отрезок оргстекла или плексигласа синего цвета;
Серверный кулер YW880, ширина рамки-60 мм;
Краска аэрозольная белая, 1 баллон;
Отрезок мягкой металлической сетки с ячейками около 10 мм;
Плата реостатного контроля скорости, тумблер;
Припой, флюс, термокембрики, саморезы;
Отрезок светодиодной ленты, длина - около 50 см;
Блок питания (адаптер) на 12V/2 А;
Изолента.

Из инструментов нам понадобятся:

Торцовочная пила или болгарка (УШМ) для обрезки патрубков из ПВХ труб;
Лобзик для обрезки кривых линий;
Дрель или шуруповерт с фрезой-коронкой на 50-60 мм;
Набор сверл различного диаметра;
Паяльник, отвертка, ножницы, плоскогубцы, термоклеевой пистолет;
Малярный нож.

Порядок проведения работ

Готовим пластиковые патрубки

Берем отрезок ПВХ трубы диаметром 150мм и торцуем его, выравнивая края. Отмечаем фрагмент длиной около 100мм, и делаем отрез торцовочной пилой или болгаркой (УШМ).

Края всех патрубков необходимо обрабатывать наждачной бумагой, чтобы избежать заусенцев, неровностей и улучшить подгонку краев для клеевого соединения.

Следующим шагом будет подбор пластикового контейнера, который будет плотно насаживаться на наш отрезок трубы. Малярным ножом срезаем у него донышко, и с помощью суперклея закрепляем его на вершине патрубка.

Затем берем трубу диаметром 125мм, и отрезаем от нее патрубок длиной 90мм.

Следующей будет труба диаметром 90мм, которую мы также обрезаем, как и две предыдущие. Это основание нашего вентилятора. Длина отрезка – 120-130мм.

Базовые пластиковые детали готовы. Можно проверить как они будут сочетаться друг с другом, расставив их по своим местам.

Рамка вентилятора, садится на основание перпендикулярно, поэтому патрубок на 90мм необходимо слегка подготовить, обрезав его край соответственно окружности рамки. Размечаем его карандашом, обрезать можно лобзиком или той же болгаркой.

Неровности криволинейного реза можно загладить наждачкой, удалив заодно заусенцы.

С помощью корончатой фрезы диаметром 50-60мм, дрелью или шуруповертом проделываем сквозное отверстие посередине самого большого патрубка. Оно позволит потоку воздуха проходить через основание в нашу рамку. На суперклей закрепляем наше основание.

Для того чтобы замкнуть рамку вентилятора, состоящую из двух отрезков трубы разного диаметра, на меньшем из них с одного торца наклеивается заглушка. Ее делаем из листа оргстекла или плексигласа синего цвета.

Разметив сначала большую окружность, а затем меньшую, отрезаем кольцо заглушки.

Теперь ее можно посадить на суперклей к меньшему патрубку рамки.

Используя аэрозольную краску белого цвета и изоленту в качестве малярного скотча для оргстекла, прокрашиваем пластиковые детали нашего вентилятора.

После того как краска высохла, можно приклеить отрез светодиодной ленты на патрубок большего размера со стороны заглушки. Не забываем сразу пропаять контакты для светодиодной подсветки, и выводим их в основание.

Закрепляем оба патрубка нашей рамки на суперклей.

Электрическая часть

Начинаем подготавливать электрическую начинку нашего вентилятора, распаивая контакты кулера. Провода лучше взять с запасом чтобы удобно было ими работать при подключении контрольной платы и тумблера.