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.
В современном мире не обойтись без бытовых приборов. Они призваны сделать нашу жизнь комфортной и более легкой. Многие из таких «помогающих» средств не изменяются на протяжении нескольких десятилетий.
То же самое можно сказать и про обычные вентиляторы. Однако мир современной бытовой техники активно развивается. В 2009 году изобретатель Джеймс Дайсон изобрел вентилятор без лопастей, который назвал Dyson Air Multiplier.
Его конструкция состоит из вертикальной подставки, внутри которой находится электродвигатель. На подставке размещается аэродинамическое кольцо, которое может иметь разную форму (круга, сердца, овала, ромба и т.д.). На аэродинамическом кольце размещено специальное сечение с отверстиями.
Как работает безлопастной вентилятор?
Если вы собираетесь приобрести безлопастной вентилятор, то наверняка вам интересно будет узнать, каков его принцип работы. Он использует технологию «воздушного множителя», в результате чего втянутый воздух усиливается в 15-18 раз.
Устройство безлопастного вентилятора состоит в том, что находящийся внутри подставки электрический двигатель начинает вращаться со скоростью 140000 оборотов в минуту. Воздух при этом затягивается через узкую внешнюю щель, которая расположена на корпусе аэродинамического кольца. Через другую щель воздух выталкивается со скоростью примерно 90 километров в час.
Плюсы и минусы безлопастного вентилятора
Как и всякое современное устройство безлопастной вентилятор имеет ряд достоинств:
- быстрая сборка;
- безопасность использования;
- экономичность;
- постоянный и плавный поток воздуха;
- наличие дистанционного пульта управления;
- светодиодная подсветка, имеющаяся у большинства моделей, способна заменить ночник;
- встроенная функция автоматического вращения вентилятора;
- возможность регулировки скорости воздушного потока при помощи реостата;
- щетки, находящиеся во внутренней части корпуса вентилятора сделаны из магнитного сплава, исключающего накопление угольной пыли;
- оригинальный дизайн.
Ухаживать за таким вентилятором проще простого: достаточно периодически протирать внутреннюю часть аэродинамического кольца влажной тряпкой.
Есть у безлопастного вентилятора и недостатки:
- высокая цена;
- сильный шум из-за работы реостата.
Виды безлопастных вентиляторов
Всего различают два вида:
- напольный;
- настольный.
Напольный безлопастной вентилятор
Для охлаждения помещения большой площади может потребоваться более мощный вентилятор. В таком случае стоит обратить внимание на напольный вентилятор без лопастей. Особенностью такой модели вентилятора является то, что он способен не только охлаждать воздух, но и нагревать его, то есть выполнять функцию .
А поскольку в его конструкции отсутствуют лопасти, то такая модель вентилятора является абсолютно безопасной. Это особенно важно, если возникла необходимость поместить вентилятор в . В таком случае можно не переживать за то, что ребенок нечаянно может пораниться.
Настольный безлопастной вентилятор
Благодаря своим компактным размерам, безлопастной вентилятор можно разместить у себя на столе. Таким образом, он позволит создать комфортную обстановку возле вашего рабочего места.
Если вы случайно уронили на пол вентилятор без лопастей, то в этом нет ничего страшного: он будет работать в прежнем режиме. Прочный корпус, выполненный из ударопрочного пластика, способен выдержать любые удары и падения.
Если у вас возникла необходимость приобрести вентилятор, то следует обратить внимание на модель без лопастей. Простота эксплуатации, удобство и безопасность использования, наличие постоянного потока воздуха, который можно регулировать – вот те показатели, за которые можно простить безлопастному вентилятору столь высокую на него цену.
Вентиляторы давно являются доступными и эффективными приборами, помогающими поддерживать нужный микроклимат в квартире или офисе. От давления, температуры, относительной влажности, скорости воздушного потока такого устройства будет зависеть здоровье, самочувствие и работоспособность находящихся в помещении людей.
Устройство прибора
Самым простым устройством для принудительной циркуляции воздуха в помещении является вентилятор – крыльчатка с лопастями, насаженная на вал двигателя без редуктора. У всех вентиляторов с открытыми лопастями есть очень неприятный «побочный эффект» – шум, возникающий за счет резкого изменения скорости и направления движения воздушного потока на лопастях. На низких оборотах звук напоминает гул низко летящего самолета, на высоких – свист.
Известный английский ученый Джеймс Дайсон долгое время работал над созданием устройства для конвекции воздуха в помещении, которое работает без шума и сквозняков. Он опробовал идею Николы Тесла по ускорению воздушного потока при помощи высокочастотного электрического поля высокого напряжения. Вскоре ученый отказался от этой идеи – высокое напряжение требовало хорошей изоляции и создавало ядовитые окислы азота и металлов за счет тлеющего разряда между электродами.
Вторая идея, которую опробовал Дайсон, была его собственной. Он хотел создать вентилятор без главного недостатка – повышенного шума при работе, возникающего от резкого изменения скорости и направления потока воздуха. Корпус вентилятора, напоминающий в профиле крыло самолета, ученый сделал в форме кольца со щелевидной прорезью для выхода воздуха по окружности. Высокооборотная воздушная турбина без лопастей, по конструкции напоминающая водяную мельницу, расположена внизу корпуса. Она засасывает воздух через щели и подает его на вторую турбину высокого давления, расположенную вверху около кольца. Сжатый воздух с большой скоростью выходит через узкую прорезь в пластиковом кольце.
Падение давления при выходе воздуха через щель, напоминающую в профиле крыло самолета, закручивает спиралью окружающий воздух. Мощная воздушная спираль, похожая на большой бублик, движется вперед вдоль оси кольца, интенсивно увлекая за собой окружающий воздух по закону Бернулли и создавая вокруг себя зону турбулентности.
Конструкция турбины безлопастного вентилятора защищена патентом , поэтому описать в деталях устройство главного узла безлопастного вентилятора, не представляется возможным. По информации из открытых источников известно, что турбина вентилятора использует технологию Air Multiplier. По данным независимой экспертизы тип безлопастного вентилятора является одним из самых тихих и экономичных. Он сертифицирован ISO.
Принцип действия
Работа настольного безлопастного вентилятора основана на принципе центробежной воздушной турбины. В процессе работы возникает мягкий воздушный поток, который комфортно охлаждает воздух в летний зной. Скорость и распределение потока не создают сквозняков. Воздух засасывается в устройство через узкие прорези при помощи безлопастной крыльчатки, насаженной на вал высокооборотного двигателя без редуктора. По конструкции крыльчатка напоминает газовую турбину.
Для уменьшения шума всасываемый воздух проходит через камеру Гемгольца , которая за счет обратного резонанса поглощает шум. Далее воздух подается по трубке к кольцу со щелевым отверстием по периметру, которое в поперечном сечении напоминает самолетное крыло. На выходе воздух образует ламинарный поток, который благодаря аэродинамическому профилю щелевого отверстия вытекает с большой скоростью, вызывая падение давления в зоне скоростного воздушного потока.
По закону Бернулли перепад давления в зоне скоростного потока увлекает за собой окружающий воздух, почти в пятнадцать раз увеличивая движущуюся с большой скоростью массу. Воздействие безлопастного вентилятора на микроклимат в помещении можно многократно усилить, если резервуар в корпусе заполнить водой или перед вентилятором по направлению движения воздуха поставить простейший ультразвуковой увлажнитель. Температура воздуха понижается при этом на 3-5°C. Если требуется более интенсивное охлаждение, резервуар вместо воды можно заполнить:
- сухим льдом (t – 78,5°C);
- смесью льда с солью (23,1% NaCl, 76,9% льда, t – 21,2°C);
- смесью льда с хлоридом кальция (29,9% CaCl2, 70,1% льда, t – 55°С).
В следующем году фирма Exhale Fans начинает выпуск потолочной модели безлопастного вентилятора разработчика Ника Хайнера. Потолочное расположение вентилятора обеспечивает более правильное распределение прохладного воздуха вдоль стен нисходящими потоками. По сравнению с напольной моделью инновационный вентилятор исключает возникновение турбулентных потоков воздуха и сквозняков, а также не занимает лишнее место на полу.
Достоинства и недостатки
Безлопастные вентиляторы, как и другие модели, имеют ряд достоинств и недостатков. Достоинства:
- нет открытых движущихся частей, это обеспечивает безопасность детей и животных;
- не пересушивают воздух;
- не требуют обслуживания.
Недостатки:
- шум во время работы около 40 децибел;
- сравнительно высокая цена;
- непрочная конструкция корпуса.
Виды безлопастных вентиляторов
Настольный вентилятор позволяет подавать свежий воздух на рабочее место, охлаждать мощную компьютерную технику, горячие блюда и напитки, проводить ароматерапию в домашних условиях. Его можно легко переносить с одного места на другое. Напольный вентилятор предназначен для установки на полу. Высокая мощность и скорость воздушного потока дают возможность обеспечить комфортные условия в отдельной комнате, офисе или квартире. Незначительное увеличение шума устраняется удалением устройства от человека. Форма и параметры вентилятора позволяют полностью заменить воздух в комнате за несколько часов.
Портативный вентилятор можно использовать на пляже, в туристическом походе , пещерах, пустыне, палатке, поезде, автомобиле, на яхте в открытом море. Большинство портативных моделей питаются от встроенного аккумулятора, USB-порта компьютера, более дорогие – от солнечных батарей. Их главные преимущества – небольшой вес и размеры, энергетическая автономность. Особое место среди портативных моделей занимают автомобильные безлопастные вентиляторы с питанием от сети автомобиля 12V. Они намного дешевле автомобильных кондиционеров, позволяют быстро проветрить салон автомобиля, удалить запахи бензина, дизельного топлива, автомобильной эмали, синтетического клея и грунтовки.
Как выбрать?
Прежде всего, нужно определить место для установки вентилятора:
- на рабочем столе;
- на потолке;
- на полу в помещении;
- переносной или портативный;
- в салоне автомобиля.
В офисах лучше всего использовать настольные или напольные модели компании Dyson. Они предназначены для помещений, где работают люди, и полностью соответствуют требованиям ISO. Внутри корпуса вентилятора находятся:
- высокооборотная центробежная турбина;
- электростатический генератор аэроионов озона О3;
- элемент Пельтье для обогрева (охлаждения) воздуха;
- ультразвуковой излучатель для распыления воды.
Безлопастные вентиляторы Dyson могут служить адекватной заменой кондиционера, ионизатора, при объеме помещения до 40 куб. м.
Уход и обслуживание
Вентиляторы безлопастные долговечны, они не требуют специального ухода и обслуживания. Как и все бытовые электроприборы, их нельзя включать при попадании влаги внутрь корпуса или в помещениях с относительной влажностью воздуха выше 85%. Перед первым включением в новом месте нужно проверить напряжение в розетке (220V). Ремонтировать изделие может только квалифицированный персонал с группой допуска не ниже IV. Заполнение внутреннего резервуара водой можно производить только после отключения вентилятора от сети. Если устройство упало с большой высоты, перед включением его должен осмотреть специалист. Это нужно сделать даже тогда, когда вентилятор после падения работает и на корпусе нет видимых трещин и сколов.
Можно ли сделать своими руками?
Для сборки вентилятора своими руками нужно иметь навыки слесарных и электромонтажных работ, а также приобрести в магазине все необходимые детали. Для безлопастного вентилятора нужно приобрести:
- трубы из ПВХ различных диаметров;
- слесарную ножовку;
- линейку или рулетку строительную;
- грифельный карандаш или маркер;
- шкурку «нулевку»;
- пищевой контейнер из пластика для еды;
- нож с острым лезвием;
- ленту изоляционную;
- перфоратор и сверла в наборе;
- коронку для работы по дереву;
- универсальный клей;
- кусок стекловолокна для утепления окон;
- лобзик электрический;
- нитроэмаль в аэрозольном баллончике;
- ленту светодиодную;
- электрический паяльник 220V;
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.
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.
