Вентилятор без лопастей. Устройство и принцип работы

Создатели техники не перестают удивлять своими новинками. Одним из нововведений в современных технологиях является безлопастной вентилятор. Это уникальная конструкция, меняющая представление о привычном вентиляторе, эффективная и безопасная.

По внешнему виду не сразу понятно, для каких целей предназначен прибор. Дизайн вентилятора очень простой: на подставку прикреплено кольцо, по периметру которого идет мощный воздушный поток. Как же работает данное устройство?

Механизм устроен таким образом, что воздушные массы затягиваются в воздухозаборник и выходят через узкую щель с обратной стороны с большой скоростью. Благодаря аэродинамике конструкции на тыльной стороне рамки создается низкое давление для нагнетания входного воздушного потока, турбина, расположенная на подножке, создает быстрый поток воздуха на выходе.

За счет отсутствия движущихся элементов, прибор можно не бояться оставить в доступном для детей месте. Также не пострадают домашние питомцы в случае проявления заинтересованности к прибору.

Безлопастной вентилятор потребляет на 98% меньше электроэнергии, что позволяет экономить на энергоресурсах . Встроенная турбина мощностью 40Вт выдает объем воздуха 20л/с, который при движении еще увеличивается как минимум в 10 раз. Благодаря особенности конструкции, такой вентилятор намного эффективнее своего лопастного предшественника.

Встроенный механизм подножки позволяет поворачивать кольцо в сторону на 90 градусов, а также менять угол наклона до 10 градусов. Для повышения комфортности есть функция вращения на 360 градусов, работающая в автоматическом режиме. Такой принцип работы позволит увеличить зону распространения свежести и прохлады. Для удобства управление вентилятором осуществляется дистанционным пультом управления , который работает от обычных батареек типа ААА.

Разновидности вентилятора

Вентилятор без лопастей обеспечивает сплошной поток воздуха. Для создания комфортной атмосферы он оснащен регулятором, которым можно контролировать и изменять напор движущейся воздушной массы. Наряду с эффективностью работы, прибор имеет стильный дизайн и впишется в любой интерьер помещения. В зависимости от зоны применения, можно выбрать один из следующих вариантов устройства.

Преимущества прибора

Основными достоинствами такого климатического прибора являются следующие факторы.

1. Устойчивость. Центр тяжести приходится на подножку, где находится мотор. Это придает устойчивость конструкции и предотвратит от падения, если случайно зацепить прибор.
2. Безопасность обеспечивается за счет отсутствия вращательных элементов.
3. Высокая производительность . Прибор способен быстро создать комфортный климат в помещении, равномерно распределив охлажденный воздух в пространстве. Установив напольный вентилятор возле окна, в комнате будет всегда свежо и уютно.
4. Низкое потребление электроэнергии сэкономит затраты на энергоресурсы.
5. Легкость в обслуживании . За счет простой конструкции и отсутствия мелких деталей, прибор легко чистить от пыли обычной увлажненной тканевой салфеткой.

Несмотря на то, что такой вентилятор сравнительно недавно появился на рынке, он уверенно занимает свою нишу в потребительском ряду. Отзывы покупателей только самые положительные, но больше всего он поражает своим креативным видом, тем самым привлекает особое внимание. В отличие от обычного вентилятора, он равномерно и мягко распределяет воздушные массы, создавая комфортную атмосферу в помещении. Мощность прибора позволяет быстро освежить климат, при этом не пересушивает кожу при длительной работе.

Благодаря низким энергозатратам, можно позволить в знойную жару работать прибору на постоянной основе.

Разнообразие климатического оборудования позволяет подобрать наиболее оптимальное устройство, которое соответствовало бы ожиданиям. Турбулентный воздуходув, благодаря своей высокой эффективности и мощности, способен заменить кондиционер, но при этом значительно ниже по стоимости и бесплатный в обслуживании.

В последнее время в рунете периодически появляется реклама безопасного безлопастного вентилятора, предлагаем рассмотреть устройство этого климатического прибора для дома и принцип его действия. Мы также расскажем о сильных и слабых сторонах этого аппарата и основных характеристиках. После чего проведем краткий обзор нескольких моделей безлопастных вентиляторов, а в завершении статьи рассмотрим возможность создания своими руками такого необычного устройства.

Конструкция и принцип действия

В 2009 году Дж. Дайсон представил миру собственную разработку вентилятора. Особенность конструкции заключалась в отсутствии лопастей, что, тем не менее, не мешало устройству создавать устойчивый воздушный поток. Причем, объем воздуха на выходе превышал на один-два порядка, поступающий на турбину. Думаете магия? Нет, все значительно серьезней – аэродинамика.

Все дело в профиле кольца, ему придана специальная форма.

Благодаря этому выходящий из отверстий воздух фокусируется таким образом, чтобы перед кольцом образовалась зона низкого давления (выделена красным овалом на рис. 3).

Поскольку такая область спереди и по бокам окружена повышенным давлением, воздух втягивается с тыльной стороны кольца, образуя устойчивый направленный поток.

Заметим, что на составление математической модели профиля, позволяющего добиться максимального эффекта и доработку технологии, у Дайсона ушло около четырех лет. Большинство китайских аналогов его устройства не могут выдать даже половинной мощности оригинального аппарата. Изобретатель запатентовал конструкцию, в частности, профиль кольца и строение турбины, нагнетающей воздух, поэтому для изготовления полноценных копий необходимо приобрести у автора права на производство.

Как работает вентилятор?

Поскольку чертеж устройства находится под защитой авторских прав, расскажем о работе вентилятора, опираясь на рисунки, используемые в рекламе этого продукта.

Пояснение к рисунку:

• А – отверстия для поступления воздуха к турбине.
• В – двигатель турбины.
• С – воздушные потоки внутри кольца.
• D – кольцо.

При включении турбина начинает нагнетать воздух внутрь кольца, откуда выходит под давлением в небольшую щель (А на рис. 5) или маленькие сопла.

Некоторые модели (например, Flextron FB1009, KITFORT KT-401, HJ-007, Bork) имеют встроенный двигатель (В рис. 5), позволяющий менять направление кольца, а, следовательно, и воздушного потока. Часть производителей предусмотрела возможность установки в конструкцию специального аэрозоля, в результате Аirmultiplier Dyson (именно так назвал свое детище Дайсон) дополнительно выступает в роли освежителя воздуха (часть модельного ряда Kitfort, Supra,Renova, Vesson).

Встречаются безлопастные вентиляторы с охлаждением и нагревом воздуха, такие бытовые приборы вполне можно отнести к разряду полноценной климатической техники.

Оригинальные устройства выпускаются с силовой установкой (турбиной) мощностью 25 или 40 Вт. У китайских аналогов этот параметр может варьироваться в широком диапазоне. Такой небольшой мощности вполне достаточно для того, чтобы через кольцо проходило до 500 литров воздуха в секунду (опять же, это значение касается оригинальных изделий).

Плюсы и минусы

Рассмотрев строение умножителей воздуха, можно перейти к анализу их преимуществ и недостатков. Начнем с первого. Преимущества:

К сожалению, у данного устройства есть и недостатки, которые существенно отражаются на покупательском спросе:

1. Высокая стоимость оригинальных моделей, она может доходить до 20 тыс. рублей и более, что сопоставимо с покупкой и установкой недорогой сплит системы. Впрочем, с такой ценой можно смириться, если безлопастной вентилятор обладает функциями нагрева и охлаждения воздуха. Заметим, что китайские аналоги стоят существенно дешевле, некоторые даже на порядок, но, как уже было описано выше, у них меньшая эффективность.
2. Несмотря, на то, что силовая установка вентилятора малошумная, в процессе работы этот прибор издает характерный гул, напоминающий работу турбины самолета. Причем, на максимальной мощности уровень шума может достигать 60 децибел, что довольно много, поскольку достаточно часа, чтобы от этого разболелась голова. Правда, в таком режиме устройство создает настолько сильный поток воздуха, что возникают дискомфортные ощущения, поэтому максимальный уровень работы практически не используется. В штатном режиме аппарат шумит значительно меньше.
3. Заявленное в рекламе 15-ти кратное увеличение потока технически верное, но есть определенный нюанс. Это величина характерна для максимального режима, который практически не используется.

Обзор моделей на рынке

Приведем в качестве примера несколько моделей устройств, доступных на российском рынке.

Bladeless Fan, маленький недорогой настольный вентилятор безлопастного типа. Произведен в Китае. Стоимость порядка $40-$50. Минимум функций, небольшая мощность (12 Вт) позволяют получить воздушный поток, вполне приемлемый для настольных устройств.

Еще один бюджетный вариант с минимальным функциональным набором – Fan Leader, если верить поставщикам, польского производства. Также в настольном исполнении, в том же ценовом диапазоне, но несколько большей мощности – 35 Вт. Характерная особенность – рабочая зона выполнена в форме овала. Заметим, такая форма встречается у многих моделей, например, Орион OR-DSO2.

Ну и для сравнения рассмотрим оригинальную конструкцию – модель Dayson Hot + Cool. Данный прибор выпускается в напольном исполнении. Он обладает функцией нагрева воздуха. Мощность турбины – 40 Вт, в режиме обогревателя – 2 кВт. Имеется пульт дистанционного управления, информационное табло, указывающее выбранный режим и заданную температуру. За все это удовольствие потребуется заплатить около 500 – 540 долларов.

Заканчивая тему обзора, приведем сравнительную таблицу модельного ряда Dynson и китайского аналога Unico ION.

Возможно ли сделать безлопастной вентилятор своими руками

В рунете есть несколько видеороликов, посвященных этой теме, где для создания кольца используются различные материалы, начиная от пластиковых ведер и заканчивая канализационными трубами ПВХ. Силовые установки также разнообразны, в основном это мощные кулера от процессоров, но встречаются оригиналы, использующие двигатель пылесоса. Эффективность таких конструкций и их характеристики вызывают большие сомнения, тем более никаких замеров не приводится.

Как вы помните, для создания зоны низкого давления необходимо сфокусировать потоки воздуха особым образом. Используя обычный подручный материал, сделать это довольно непросто, а работа ради работы не несет в себе рационального смысла.

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.

Работают безлопастные вентиляторы следующим образом. Воздух всасывается турбиной, которая приводится в действие с помощью электродвигателя, прямо в основание вентилятора, скапливается в его полости внутри рамы, после чего поток выходит из узкой щели металлического кольца и равномерно обходит по аэродинамическому профилю. При этом в центре кольца создается область низкого давления, которая втягивает и создает мощный непрерывный прямой поток воздуха, увеличенный на выходе в 15 раз. В целом весь процесс схож с работой реактивного двигателя самолетов.

Особенности безлопастных вентиляторов:

• 
  Безопасность - одним из самых главных преимуществ таких вентиляторов является полная безопасность. В обычных вентиляторах, несмотря на защищающие решетки, все же есть высокая вероятность получить травму как у ребенка, так и у животных.


• 
  Альтернатива кондиционерам - безлопастные вентиляторы стали серьезным конкурентом кондиционерам. Ведь, например, от такого вентилятора нельзя простудиться или установка не связана ни с какими трудностями.


• 
  Низкое энергопотребление - у новинок среди безлопастных вентиляторов энергопотребление на 98% меньше, чем у обычных, при этом объём движущегося воздуха примерно в 10-20 раз больше.


• 
  Легко проводить уборку – нет решетки и труднодоступных частей, поэтому уборку проводить очень легко и она совершенно не займет много времени.


• 
  Дизайн и стиль - безлопастные вентиляторы можно найти в разном цветовом и корпусном исполнении, который впишется в любой интерьер как дома, так и .


• 
  Малошумный – работа безлопастного вентилятора практически бесшумна, поэтому его можно использовать даже ночью.


• 
  Большая площадь обдува - напольные модели создают плотный и непрерывный поток воздуха в отличие от обычных лопастных вентиляторов, где воздух просто разгоняется и поступает неравномерными рывками на короткое расстояние.


• 
  Удобство в управлении - большинство безлопастных вентиляторов оснащены дистанционным управлением, в комплект которых входит пульт для управления регулировки воздушного потока, режима вращения или включения-выключения, не вставая с места. К тому же некоторые модели имеют возможность примагничивания дистанционного пульта к корпусу аппарата, что снижает риск потери пульта.


• 
  Дополнительные функции - некоторые из моделей обладают дополнительными функциями, например, ионизировать или подогревать воздух, увлажнять, очищать.

Также следует отметить, что безлопастные вентиляторы бывают как в напольном, так и настольном исполнении.

Так сложилось, что наша страна располагается в умеренном климатическом поясе, но так ли он «умерен», как хотелось бы его обитателям? Холодные суровые зимы и жаркие летние деньки - вот такая «умеренность» климата в России. К счастью периоды пиковых показателей на термометре длятся не долго, поэтому покупать дорогостоящую монтируемую технику не всегда целесообразно. И здесь большим спасением выступает такой прибор как вентилятор. Небольшой по размерам, мобильный – он выступит спасителем в жаркий солнечный день, а когда необходимость отпадет, то переместится на полку шкафа. Сегодня вентиляторы не просто моторчик, лопасти, подставка как было раньше. Модели могут кардинально отличаться по конструкции и способу работы, увеличивается количество дополнений и функций, так что выбор вентилятора становится не совсем простой задачей для покупателя.

Типы вентиляторов

В зависимости от места установки их можно разделить на настольные, напольные и потолочные. Выбирать модель следует исходя из площади помещения и желаемого размещения.

Настольные вентиляторы – компактны по размерам и мобильны, для наибольшей эффективности требуют установки на возвышенные объекты: стол, полка, комод и т.п. При желании можно с легкостью изменить расположение или поворот вентилятора, так как настольные модели довольно легкие. К недостаткам относится небольшая мощность и маленькая площадь обслуживания, но для маленьких комнат данный вариант самый бюджетный и удобный.

Напольные вентиляторы – зачастую выглядят так же как и настольные, но имеют более внушительные размеры, высокую стойку. Стойка позволяет регулировать высоту вентилятора, за счет чего можно настроить прибор таким образом, чтобы воздушный поток попадал на необходимое место. Напольные вентиляторы не так мобильны как предыдущий тип, однако, в них чаще всего предусмотрен механизм поворота, то есть необходимость в постоянной настройке и переустановке отпадает. Благодаря своим размерам напольные конструкции обеспечивают равномерный обдув каждого уголка средних и больших по размерам комнат, как правило, имеют больший размер крыльчатки и мощность.

Потолочные вентиляторы – самые мощные, позволяют охладить большие площади, поэтому используются в производственных, торговых, офисных помещениях. Из-за высокой стоимости потолочные вентиляторы уходят в прошлое, уступая место кондиционерам. Потолочные модели комбинируются с источниками света, разнообразны по дизайну, изготавливаются из дерева, пластика, металла. Конструкция полностью стационарная и требует монтажа, перенести из комнаты в комнату или убрать на зиму этот прибор не получится. Стоит отметить, что потолочные модели довольно распространены в жарких странах, где необходимость в охлаждении присутствует круглый год.

Рабочий механизм вентиляторов

Еще не так давно конструкций вентиляторов было меньше. Радиальные и осевые вентиляторы используют не только в быту, но и как охлаждающие элементы большинства техники, как цифровой, так и бытовой.

Возможность регулировки

Регулировка скорости – присутствует практически у каждой модели вентилятора. В зависимости от температуры помещения и погодных условий покупатель получает возможность настроить мощность обдува. Функция очень удобна, так как условия эксплуатации всегда переменны. Допустим, при нахождении в комнате выставлять максимальную мощность не всегда целесообразно, велика вероятность простыть, от сильного обдува устают и быстро сохнут глаза. При отсутствии людей в комнате достаточно на малый промежуток времени включить высокую мощность для доведения климата до максимально комфортного.

Регулировка высоты подставки и наклона верхней части – не всегда есть возможность установить вентилятор таким образом, чтобы воздушный поток попадал прямо на желаемый объект. Регулировка высоты позволит настроить вентилятор так как удобно пользователю. Если конструкция находится на возвышенной плоскости, то можно поставить минимальную высоту, на полу установить максимальную. Еще одним немаловажным дополнением в подвижности является регулировка наклона «головы» вентилятора. Особенность позволяет настроить воздушный поток под углом вверх или вниз, не прибегая к регулировке высоты подставки. Важно при выборе вентилятора обращать внимание на устойчивость стойки, качество креплений и легкость фиксации в различных положениях.

Поворот вентилятора – функция позволяет увеличить площадь обдува, в больших помещениях или комнатах, где находятся несколько человек, ее можно назвать незаменимой. Чем больше угол поворота, тем большую площадь охватит обдув, однако, поток воздуха в таких условиях периодический, придется ждать возвращения "головы" вентилятора в исходное положение. С другой стороны воздушный поток с функцией поворота можно выставить на максимум, вероятность переохладиться или простыть уменьшается в разы.

Дополнительные особенности

Сегодня производители для повышения конкурентоспособности вносят полезные функции практически во все приборы, вентиляторы в данном случае не исключение. Каждая из особенностей увеличивает стоимость на прибор, но и вносит свою долю комфорта в использовании.

Таймер – несомненно, полезная функция, позволит установить время отключения или включения вентилятора. При наличии таймера можно задать время в которое вентилятор начнет работать, к примеру за час до вашего прихода домой, или отключение через час после того как вы легли спать. Таким образом, комфортная температура будет сопровождать пользователя все время и не придется дожидаться, когда вентилятор охладит постепенно помещение. Однако стоит быть внимательным и не оставлять вентилятор в рабочем режиме на длительное время во избежание перегрева или замыкания, даже с наличием таймера.