Безлопастной вентилятор конструкция. Вентилятор без лопастей – новшество в современной технике. Безлопастной вентилятор. Виды и устройство. Работа и как выбрать

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.

Вентилятор без лопастей часто называют в честь его создателя - вентилятором Дайсона. Или «умножителем воздуха» (Air Multiplier), как назвал прибор сам Джеймс Дайсон. Выглядит устройство, конечно, стильно - кольцо на тонкой ножке можно выполнить в великом множестве интерьерных вариантов. Но как же оно все-таки работает?

Как устроен безлопастной вентилятор

Странное футуристическое «кольцо на ножке» на самом деле состоит из трех частей. Они конструкционно и механически собраны так, чтобы обеспечивать вдув-выдув воздуха.

«Ножка» вентилятора без лопастей - это, на самом деле, его корпус с панелью управления. В корпусе находится мотор для забора воздуха, маленькая решетка, через которую он забирается. На панели управления - кнопка включения и, опционально, реостат для регулировки интенсивности вентиляции (у классического дайсоновского вентилятора его нет).

А вот собственно «кольцо» - это так называемый обдуватель. Кольцо изнутри имеет особую форму: по всему контуру расположен канал, по которому движется воздух. Зачем это нужно - сейчас расскажем.

Как работает вентилятор без лопастей?

Сначала высокоскоростной двигатель затягивает воздух сквозь решетку у основания корпуса-«ножки». Затем этот воздух загоняется в канал обдувателя (внутрь корпуса «кольца»).

Форма кольца изнутри, фактически, сконструирована по тому же принципу, что и крыло самолета. Поэтому, когда воздух перемещается внутри канала, его скорость увеличивается.

Из канала воздух выходит с более узкой стороны. В результате с обратной, более широкой, образуется область низкого давления. Благодаря этому кольцо само начинает «затягивать» в себя воздух и выбрасывать его со широкой стороны.

Объем, втягиваемый и выбрасываемый за счет эффекта понижения давления, в 15-20 раз превышает первоначальный, втянутый двигателем. Безлопастные вентиляторы способны пропускать сквозь себя до 500 л воздуха за 1 секунду. Так что устройство «обдувает» все, находящееся поблизости, без всяких лопастей - просто за счет законов аэродинамики.

Чем крут безлопастной вентилятор

Во-первых, он бесшумный. Как часто жаркой июльской ночью раньше приходилось ворочаться под звон комаров и тарахтение вентилятора!.. С «дайсоновским» такого не будет: обдувание происходит мягко, без шума мотора, треска лопастей и эффекта вибрации. Под него можно спокойно спать (комаров, увы, не отгоняет). Вот такой дайсоновский вентилятор можно поставить на тумбочку у кровати:

Во-вторых, он может использоваться «в обратную сторону» - как обогреватель. Для этого в обдуватель добавляется нагревательный элемент, и втягиваемый воздух становится теплым. Так что это устройство «два в одном» - например, вот такая модель Dyson Pure Hot+Cool .

Как устроен безлопастной вентилятор

Как работает вентилятор без лопастей?

Чем крут безлопастной вентилятор

Традиционная конструкция потолочного вентилятора хорошо известна. Обычно его лопасти со свистом рассекают воздух под потолком помещения, направляя воздушный поток вниз. Находясь прямо под вентилятором, можно наслаждаются «легким бризом», и рисковать подхв

Изобретатель Ник Хинер (Nik Hiner) вместе с единомышленниками из компании Exhale Fans предлагает продукт, лишенный перечисленных недостатков и обладающий необычным инновационным дизайном.

В новой конструкции все поставлено «с ног на голову». Нет, вентилятор по-прежнему крепится под потолком комнаты, но у него нет никаких свистящих над головой лопастей, а воздушный поток он не выдувает, а втягивает.

Вместо лопастей вращаются плоские диски, создавая ламинарные (однонаправленные) потоки воздуха, движущиеся вдоль поверхности потолка и опускающиеся вниз к полу по стенам помещения. В результате воздух, поступая в вентилятор снизу, равномерно циркулирует по всему помещению, перемешивая температурные слои. В отличие от обычного лопастного вентилятора, в комнате, полностью охваченной ламинарным потоком, устраняются зоны, температура в которых значительно отличается от среднего значения.

В конструкции отсутствуют вращающиеся лопасти, что предопределяет принципиально меньший уровень шума во время работы. Кроме того, для вращения кругов используется малошумящий электродвигатель, что практически сводит общий уровень шума к минимуму. Двигатель постоянного тока может вращаться с шестью разными скоростями, и управляется беспроводным дистанционным пультом. Безусловно, неоспоримое преимущество и отличие нового вентилятора от лопастных собратьев – внешний вид, прекрасно вписывающийся практически в любой интерьер.

Идея безлопастного потолочного вентилятора пришла в голову Хинеру, когда он изучал конструкцию турбины Никола Тесла. Первую попытку реализации необычной конструкции Хинер предпринял в 2005 году. Следующие годы ушли на адаптацию дизайна и изготовление целой серии прототипов, прежде чем изобретатель остановился на нынешней конструкции.

На сегодняшний день вентилятор практически готова к производству. Для его запуска требуется определенная сумма, которую Хинер намерен потратить на разработку упаковки и покупку сырья.

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;