Безлопастной вентилятор– это уникальное устройство, которое поражает воображение своей конструкцией. У такого агрегата нет лопастей или заметных глазу вращающихся элементов. Поэтому многим совершенно непонятно, как же работает это устройство и как оно перемещает воздушные массы. На самом деле принцип работы такого вентилятора не так уж и сложен. Для этого достаточно изучить его конструктивные особенности.
Устройство работает по принципу принудительной вентиляции, который был изобретен еще в древние времена. Так древние египтяне применяли опахала, чтобы создать комфортные условия для фараонов. Они тогда не понимали все научные тонкости понижения температуры при обтекании тела газовым потоком, но с успехом использовали данное термодинамическое явление. Сегодня же за основу безлопастных новинок положен принцип работы турбины современных реактивных самолетов.
Виды
Безлопастной вентиляторможет быть двух видов:
- Настольный.
- Напольный.
Напольный вариант выделяется крупными габаритами. В большинстве случаев это достаточно мощный вентилятор. Его используют для охлаждения помещения значительной площади. Во многих случаях подобные модели вентиляторов снабжаются не только функцией охлаждения, но и обогрева.
Настольные модели выделяется своей компактностью. Благодаря этому их спокойно можно размещать на столе. При помощи такого вентилятора можно создать достаточно комфортную обстановку на рабочем месте в жаркий день при отсутствии кондиционера. К тому же настольные модели имеют весьма стильный и необычный дизайн. Они могут иметь функцию вращения влево-вправо и дистанционного управления при помощи пульта.
Ряд моделей снабжается устройством, которое предназначено для увлажнения воздуха. Подобные виды устройств имеют специальный резервуар в корпусе вентилятора, куда заливается вода. Существуют и мини вентиляторы, которые можно брать с собой в дорогу. Подобные устройства могут работать от прикуривателя и использоваться вместо кондиционера.
Устройство
Основными элементами вентилятора без лопастей являются следующие части:
- Кольцевой диффузор.
- Двигатель.
- Высокоскоростная турбина.
- Основание.
Высокоскоростная турбина, в которую вмонтирован двигатель, установлена в основании агрегата. Благодаря работе турбины начинается движение воздуха в устройстве. Для снижения уровня издаваемого звука, двигатель имеет специальную камеру Гемгольца, которая улавливает и рассевает шум. От этого кажется, что вентилятор достаточно тихий.
В корпусе основания с целью засасывания воздуха проделано множество отверстий. На верхней части корпуса находится аэродинамическое кольцо, которое снабжено кольцевым диффузором. У него множество отверстий, через которые выдувается воздух. Само кольцо может быть самой разной формы: ромб, овал, круг, сердце и так далее. Все зависит от дизайнерской мысли конструктора завода-производителя.
Принцип действия
Безлопастной вентилятор работает при помощи электрического двигателя. Воздух всасывается турбиной посредством маленьких отверстий, которые находятся в нижней части стойки вентилятора. Воздушные массы после прохождения турбины выходят через маленькое отверстие в центре кольца и затем распространяются по контуру. Создается воздушная струя, которая обтекает кольцо изнутри его обода. Воздушные массы охватывают обод и по обтекаемой поверхности создают внутри кольца устройства отрицательное давление.
В результате это приводит к тому, что воздушные массы, расположенные рядом с вентилятором, начинают втягиваться в центр кольца в область разряженного давления. В итоге на выходе кольца создается мощный поток, который может иметь усиление до 15-20 раз. Подобный аэродинамический эффект позволяет легко перемещать воздушные массы и охлаждать помещение. Скоростью турбинной установки можно управлять, поэтому имеется возможность устанавливать требуемую скорость воздушного потока. При этом с помощью вентилятора без лопастей создается достаточно плотный и комфортный поток освежающих воздушных масс. Сама работа устройства неназойлива и почти незаметна.
Применение
Сфера применения указанного вентилятора достаточно обширна – это любые муниципальные и общественные учреждения, больницы, санатории, детские сады, коттеджи, дачи, многочисленные офисы, дома, квартиры и так далее. Исключением могут быть лишь бани, сауны, ванные комнаты, бассейны. Несмотря на отсутствие внешних вращающихся частей, использовать его должны лишь взрослые люди, не стоит оставлять подобные устройства включенными наедине с маленькими детьми.
Кроме мягкого распределения воздушных потоковбезлопастной вентилятор способен увлажнять и даже нагревать воздух. Однако это только в том случае, если у устройства имеются такие функции. Подобные агрегаты в большинстве случаев снабжаются пультом управления, где можно установить необходимую температуру и процент влажности. Диапазон регулирования определяется конкретной моделью. Самые дешевые устройства обычно имеют только функцию охлаждения. В дорогих экземплярах может иметься даже функция очищения воздуха от вредных примесей, к примеру, от сигаретного дыма.
Как выбрать безлопастной вентилятор
Выбрать безлопастной вентилятор бывает не так уж и просто. На текущий момент времени рынок подобного оборудования изобилует многочисленными вариантами моделей от самых разных производителей: это Dyson, Orion, SUPRA, Bladeless и многие другие.
- В первую очередь следует исходить из личных потребностей и финансовых возможностей.
- Перед приобретением устройства следует ознакомиться с его характеристиками и выяснить уровень шума. Это крайне важный параметр, ведь он напрямую будет влиять на комфортность использования. Средний диапазон шума подобных устройств составляет 40-60 децибел и выше.
- Радиус кольца влияет на эффективность его использования. Для больших помещений рекомендуется выбирать устройства с более крупным кольцом.
- Мощность определяет не только силу потока, но в том числе количество потребляемой электроэнергии и уровень издаваемого устройством шума. Для квартиры или небольшого дома вполне хватит вентилятора средней мощности. Однако для крупного офиса следует подбирать достаточно мощное устройство. Для подобных помещений рекомендуется подбирать агрегаты, которые за час способны прогонять примерно 250 кубометров.
- Для обихода достаточно угла поворота кольца в 90 градусов, но при желании можно приобрести устройство с углом поворота до 360 градусов.
- Обратите на качество пластмассы и отсутствие неприятных запахов.
- Если Вы цените комфорт, то рекомендуется не поскупиться и приобрести модель, обладающую широкой настройкой параметров регулировки. Наличие пульта управления с понятной системой кнопок сделает пользование более удобным.
21 век привносит свои коррективы во все вещи, причем даже в те, которые с виду невозможно изменить.
В 20 веке никто и не смог бы себе представить безлопастной вентилятор, но такая система все же работает исправно.
Как действует система
Принцип работы был взят у современных реактивных самолетов, чьи турбины уже не оснащаются большими вентилями, но все же турбина для создания тяги у них есть. В вентиляторе такая турбина тоже имеется, но расположена она в ножке, благодаря чему становится незаметной для глаза. Низкий уровень шума, в свою очередь, ее тоже не выдает.
Если посмотреть на ножку, то можно заметить со всех сторон наличие большого количества маленьких отверстий. Служат они в данном случае не только для охлаждения системы, но и для забора воздуха. Среднестатистическая турбина способна прогонять около 20 л/с, что довольно много по сравнению с вентиляторами с лопастями.
Скорость перехода воздуха из рабочей части в распределительное кольцо (форма может быть разной, но желательно без углов, чтобы не создавать лишнего напряжения) в среднем составляет 90 км/ч. Распределительное кольцо изготовлено особым образом, благодаря чему выходящий воздух идет равномерно, создавая плотный контур с разреженной серединой. Если обратить внимание на срез, то кольцо изнутри полое, кроме места щели (порожек для формирования направленного давления).
На выходе плотный поток воздуха на скорости в 90 км/ч встречается со стоячим разреженным воздухом, после чего они компенсируют друг друга. Такое взаимодействие не приводит к понижению скорости в 2,5-3 раза, но увеличивает объема воздуха до 20 раз. Т.е. на выходе можно получить 400 л/с на скорости в 30-36 км/ч, при этом движение будет строго равномерным.
Основным преимуществом служит безопасность, т.к. например, ребенок уже не сможет потрогать лопасти в движении, к тому же их не разорвет от излишнего напряжения со временем, что довольно часто бывает с пластмассовыми лопастями. Протереть пыль можно в любой удобный момент, т.к. снаружи нет никаких металлических выводов и движущихся частей.
Но есть и свои минусы, из-за которых спрос на устройства пока не обошел конкурента:
- Шум. Несмотря на то что турбина работает почти беззвучно, вырывающийся поток воздуха создает очень сильный гул.
- Ценовая политика. Именно этот фактор останавливает многих любителей уникальных вещей, а цена тут в несколько раз выше аналогов с пропеллером. Эта мера временная, т.к. технология новая, но при освоении ее несколькими серьезными корпорациями и ряде технических доработок цена уже мало будет отличаться.
Безлопастной вентилятор – это современный прибор, который позволяет существенно снизить риски, а его дизайн отличается оригинальностью, привлекающей любителей необычного.
Несмотря на высокую цену, спрос повышается с каждым днем, а вместе с ним растет разнообразие и качество.
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.
Обилие климатической техники, представленной на отечественном рынке, предоставляет современному потребителю право выбора практически любого аппарата, обладающего необходимыми функциями для создания благоприятного микроклимата в помещении. Но, несмотря на это, наиболее востребованным климатическим прибором был и есть вентилятор.
Современная промышленность предлагает огромное количество вентиляторов, отличающихся друг от друга внешним видом, способом установки и функционалом. Но некоторые аппараты способны удивить даже видавших виды специалистов. Речь идет о безлопастных вентиляторах, которые для создания воздушного потока используют совершенно отличный от обычных вентиляторов принцип работы. О том, что собой представляет и как работает безлопастной вентилятор и пойдет речь в этой публикации. Кроме этого, будет сделан краткий обзор нескольких наиболее популярных моделей.
Конструкция и принцип действия устройства
Внешне, вентилятор такого типа напоминает телевизионную антенну или украшение интерьера — никаких движущихся частей нет.
Принцип действия безлопастного вентилятора основан на технологии «воздушного множителя».
- Воздух, выбрасываемый из сопла с большой скоростью, вовлекает в движение другие воздушные массы, за счет создавшегося вокруг сопла вакуума.
- Создается устойчивый воздушный поток, только усиленный в несколько раз. Этот несколько модифицированный принцип и был использован Джеймсом Дайсоном, при разработке вентилятора, который не имеет лопастей.
Устройство безлопастного вентилятора крайне простое и эффективное.
- Аппарат состоит из рамки и основания-подставки, в которую вмонтирована высокоскоростная турбина.
- Через щели она затягивает воздух и подает его в рамку, форма сечения которого напоминает профиль крыла самолета.
- Воздушное кольцо может быть как круглой, так и овальной формы.
Проходя через кольцо и раскручиваясь, воздух увеличивает скорость движения более чем в 15 раз, после чего выбрасывается через узкую щель, расположенную по всему периметру рамки. На выходе из нее, скорость воздуха может достигать 85-90 км/ч, что создает разряжение в воздушном кольце, пространство которого моментально заполняется воздухом. Именно этот эффект создает мощный и непрерывный воздушный поток, который в сумме с вовлеченным воздухом может двигаться со скоростью 30-35 км/ч.
В этом уроке мы сделаем безлопастной вентилятор, используя трубки из ПВХ, пластиковый контейнер и лист стекловолокна.
За данный проект отдельное спасибо ребятам с канала DYI King на Youtube, которые вдохновились созданием безопасного вентилятора. Но самое приятное в этом безлопастном вентиляторе то, что, в отличие от большинства самодельных вентиляторов, проект не требует использовать 3D-печать, а итоговая стоимость может составить менее 10 долларов США.
Ниже на видео вы можно увидеть весь процесс создания вентилятора.
Шаг 1. Инструменты и материалы
Инструменты и материалы, необходимые для этого проекта, очень легко собрать и все они на фото выше. Основное для этого проекта - это набор труб из ПВХ диаметром 6,5 и 3,5 дюйма, пластиковый контейнер или чаша и лист из стекловолокна толщиной 3 мм.
Нет необходимости в 3D-принтере, как это используется в большинстве проектов самодельных вентиляторов. Более того, мы использовали торцовочную пилу, чтобы сделать большую часть надрезов, поскольку она сделала работу более точной и легкой, когда ту же работу можно выполнить с помощью ручной пилы и некоторого терпения, но тогда будут нужны дорогие инструменты, чтобы сделать аккуратный безлопастный вентилятор.
Шаг 2. Рабочий принцип
В отличие от названия устройства, представляющего собой вентилятор без лопастей, у этой штуки на самом деле достаточно высокоскоростная лопасть внутри основного корпуса. Принцип действия такого вентилятора вы можете увидеть на рисунке выше.
Кроме того, вентилятор без лопастей обеспечивает закрытое управление лопастями, а затем поток воздуха направляется через закрытое канальное тело, повторяя структуру обычного корпуса вентилятора с отсутствием лопастей. Этот дизайн предлагает отличный уровень защиты для детей.
Шаг 3. Делаем основной корпус
Для начала нужно сделать основной корпус и для этого можно использовать трубу из ПВХ. Основное выходное отверстие выполнено из ПВХ-трубы диаметром 6 дюймов, которая имеет ширину 4 дюйма, чтобы образовать внешний кожух выхода воздуха.
Чтобы сформировать воздушный карман внутри основного воздуховыпускного отверстия, мы используем чашу конической формы, которая идеально подходит для 6-дюймовой трубы из ПВХ, а ее воротник сидит на краях трубы - см. фото выше. Отрезаем чашу на 1 дюйм выше ее дна, чтобы она образовала красивый конический воротник внутри основного выпускного кожуха, который позволяет воздуху равномерно вращаться внутри выходной полости, прежде чем покинуть ее.
Шаг 4. Внутренний кожух и основа
Внутренний хомут для выхода воздуха изготовлен из ПВХ трубы диаметром 5 дюймов. Эта труба образует узкое отверстие шириной почти 0,5 дюйма для равномерного распределения воздуха из полости/выхода воздуха. Три части, а именно наружная 6-дюймовая ПВХ-труба, конический внутренний корпус, изготовленный из пластиковой чаши, и внутренний хомут, выполненный из 5-дюймовой ПВХ-трубы, вместе образуют корпус для выпуска воздуха.
Чтобы сформировать основу, используем 3,5-дюймовую трубу из ПВХ, обрезанную до высоты 5 дюймов. Чтобы основание идеально подходило к корпусу воздуховыпускного отверстия, обрезаем один конец базовой трубы в изогнутой форме (изгиб режем по заранее наклеенной изоленте), а контур обозначаем 6-дюймовой трубой из ПВХ. Затем труба разрезается с помощью лобзика, а затем шлифуется наждачной бумагой, чтобы идеально подходить к внешней 6-дюймовой трубе без каких-либо зазоров между ними.
Шаг 5. Отверстие для забора воздуха
Перед приклеиванием основания к основному корпусу сверлим отверстие диаметром 3 дюйма в 6-дюймовой ПВХ-трубе, которое будет проходом для входа воздуха в основной корпус и далее в выходное отверстие. Отверстие сделано с помощью кольцевой пилы.
Затем основание приклеивается к внешней части воздуховыпускного отверстия с помощью суперклея. Поскольку базовая труба имеет идеальную форму, чтобы находиться на 6-дюймовой трубе из ПВХ, суперклей делает очень прочное соединение между двумя деталями.
Шаг 6. Кольцо выхода воздуха
Кольцо для выхода воздуха выполнено из листового стекловолокна толщиной 3 мм, которое служит соединением между внутренней половиной и внешней половиной основного выхода воздуха. Кольцо изготовлено с помощью лобзика.
Шаг 7. Рисование
Поскольку большинство частей корпуса безлопастного вентилятора готовы, нужно их покрасить, чтобы они выглядели аккуратно и безупречно. Красим все белым, используя аэрозольную краску, за исключением кольца из стекловолокна, которое защищено от краски с помощью изоленты.
Конечный результат очень хорош, а синий стекловолоконный лист просто фантастически выглядит на безупречном белом фоне.
Шаг 8. Светодиодная лента
Чтобы сделать дизайн более привлекательным и элегантным добавляем светодиодную ленту 12 В на внутренней стороне воздуховыпускного отверстия в конце, где лист стекловолокна будет приклеен к внутренней втулке выхода воздуха. Световая полоса обрезается до необходимой длины. Лента имеет липкую сторону и крепится при удалении защитного покрытия с задней стороны ленты, а затем прилипает к корпусу из ПВХ.
Когда включается вентилятор, светодиодная лента освещает заднюю часть воздуховыпускного отверстия и, таким образом, производит очень крутой визуальный эффект, распространяя синий свет.
Шаг 9. Склеивание всех деталей
Когда краска высохла, склеиваем все части вместе, чтобы сформировать основную часть нашего безлопастного вентилятора, используя супер клей, который, кажется, крепко всё держит.
Шаг 10. Монтаж вентилятора
За каждым безлопастным вентилятором стоит вентилятор с лопастями. Таким образом, чтобы привести в действие наш вентилятор, нужно использовать высокоскоростной вентилятор 12 В постоянного тока, который можно взять от старого компьютера. Более конкретно, в уроке вентилятор от сервера, который намного мощнее, чем обычный вентилятор от ПК. Поэтому настоятельно рекомендуем использовать этот тип вентилятора.
Вентилятор установлен внутри основания непосредственно под корпусом воздуховыпускного отверстия с помощью четырех шурупов для дерева, чтобы надежно удерживать вентилятор на месте. Вентилятор установлен таким образом, чтобы нагнетать воздух вверх, и, таким образом, нам нужно, чтобы вентилятор был достаточно устойчив.
Шаг 11. Воздухозаборник
Пара воздухозаборников выполнена чуть ниже серверного вентилятора с обеих сторон базовой трубы, т.е. трубы основания. Эти впускные отверстия позволяют воздуху всасываться внутрь основания.
Чтобы кто-то случайно не поранил пальцы, вставив их в основание вентилятора, приклеиваем металлическую сетку на обоих отверстиях. Сетка сначала окрашивается в черный матовый цвет, а затем приклеивается внутри основания с помощью горячего клея.
