Вентилятор без лопастей – климатическое оборудование для дома и офиса. Виды и принцип работы безлопастных вентиляторов Безопасный вентилятор

Главная / Автоматические выключатели

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

Принцип работы безлопастного вентилятора

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

Материалы, инструменты для безлопастного вентилятора

Для сборки этого ультрасовременного бытового гаджета нам понадобятся следующие материалы:

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

Из инструментов нам понадобятся:

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

Порядок проведения работ

Готовим пластиковые патрубки

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

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

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

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

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

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

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

Неровности криволинейного реза можно загладить наждачкой, удалив заодно заусенцы.

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

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

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

Теперь ее можно посадить на суперклей к меньшему патрубку рамки.

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

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

Закрепляем оба патрубка нашей рамки на суперклей.

Электрическая часть

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

Паяльником можно сделать крепежные отверстия, чтобы надежно закрепить кулер в корпусе основания.

Закрепляем кулер, и просверливаем вентиляционные два отверстия в основании друг напротив друга. Сделать это можно той же корончатой фрезой.

Закрываем эти отверстия фрагментами металлической сетки, предварительно нарезанной по размеру.

Приклеиваем фрагменты сетки термоклеевым пистолетом.

Распаиваем контакты тумблера и гнезда питания. Оголенные контакты закрываем термоусадочными кембриками, прогревая их зажигалкой.

Теперь можно проделать отверстия для тумблера и гнезда питания, и закрепить их на корпусе основания вентилятора.

Инновации достаточно агрессивно и назойливо вторгаются в нашу жизнь. Счастливым исключением стало появление на рынке бытовых приборов «умножителя воздуха». Поражающее воображение инновационное устройство, вентилятор без лопастей, оказалось необычайно комфортным в использовании, эффективным и экономичным, оно без труда завоевало симпатии потребителей.

Загадочный «умножитель воздуха»

Вентилятор без лопастей стал смелым шагом в эволюционном пути климат-контролирующих бытовых приборов. Честь изобретения принадлежит англичанину Джеймсу Дайсону, инженеру и промышленнику, автору огромного количества нестандартных находок в решении повседневных бытовых проблем.

Наблюдая, как порыв воздуха из щели осушителя для рук захватывает близлежащие слои воздуха и вовлекает их в свой поток, он увлекся идеей создания безлопастного вентилятора. Был пройден долгий путь исследований и разработок, интеллектуальных и финансовых затрат, прежде чем прибор появился на прилавках и заворожил всех своей загадочностью.

Сейчас ассортимент прилавков магазинов бытовой техники представляет целую ассортиментную цепочку безлопастных вентиляторов. Они различаются мощностью, предназначением, дизайном, существуют модели на любой вкус и кошелек. Приборы фирмы Dyson стоят до 25 000 рублей, экономаналоги других фирм - до 2 500 рублей. Существуют настольные и напольные конструкции, модели с диффузором в виде простого кольца, в форме сердца, яблока, ромба, в виде контуров забавных детских игрушек. Модели снабжены пультом дистанционного управления.

Конструктивные признаки

Вентилятор без лопастей состоит из двух основных частей:

основания;
кольцевого диффузора.

В основание прибора вмонтирована высокоскоростная турбина, оснащенная 40 Вт движком, с которым имеет общий вал. Турбина обеспечивает движение воздуха в приборе. Двигатель снабжен камерой Гемгольца для улавливания и рассеивания шума двигателя. Корпус основания аппарата имеет множество отверстий для засасывания воздуха.

Кольцевой диффузор вентилятора выполнен согласно законам аэродинамики. В кольце на внутренней его поверхности есть специальная прорезь, через которую происходит нагнетание воздуха в рабочую поверхность. Сечение кольца-диффузора представляет собой каплю. Такая форма аэродинамически идеальна с точки зрения минимализации сопротивления, вокруг нее не образуются зоны турбулентности.

Вентилятор без лопастей: принцип работы

В приборе используется технологический принцип воздушной турбины. Находясь в основании прибора, турбина через имеющиеся в корпусе основания технологические отверстия засасывает воздух извне и подает его через узкую щель в кольцевой диффузор. Специально адаптированный профиль кольца-диффузора увеличивает эффективность разности давления, в результате воздух выталкивается с силой благодаря аэродинамическому эффекту. Одновременно в полученный поток вовлекается окружающий кольцо-диффузор воздух, рабочий поток благодаря этому увеличивается в 1,5-2 десятка раз.

Автор необычной конструкции поделился, что позаимствовал свою идею в принципе работы двигателя реактивных самолетов и воспользовался ею, создавая вентилятор без лопастей. Принцип работы этого устройства образно называют «умножитель воздуха». В результате инновационных разработок была создана экономичная, безопасная и стильная конструкция.

В результате получается так, что если лопастной вентилятор продуцирует вихревые потоки воздуха и прерывисто обдувает рабочую площадь, доставляя дискомфорт и сквозняк, то вентилятор без лопастей создает плотный монотонный комфортный освежающий поток, его работа неназойлива, практически незаметна.

Сравнительные преимущества

Такие вентиляторы:

комфортны, так как бесшумны и не создают вибрации;
гигиеничны, так как имеют мягкий, приятный поток воздуха и не создают сквозняков, легко моются, не имеют деталей, накапливающих пыль;
удобны, так как имеют достаточный объем вертикального и горизонтального поворота;
устойчивы, так как наиболее тяжелая часть устройства располагается в его основании;
безопасны, так как не имеют наружных движущихся деталей, представляющих угрозу в аспекте бытового и детского травматизма;
экономичны, несмотря на инновационные преимущества, которыми обладает вентилятор без лопастей, цена его равнозначна цене устаревших лопастных моделей;
характеризируются низким энергопотреблением, прибор использует на 98% меньше энергии в сравнении с лопастными вентиляторами;
эстетичны, так как имеют современный дизайн.

Безлопастной вентилятор идеально подходит для использования в быту и в офисе. Современный дизайн, комфортность воздушного потока, бесшумность и отсутствие вибрации, возможность дистанционного управления и наличие ассортимента режимов, эффективность, экономичность, гигиеничность и безопасность - все эти характеристики успешно сочетает в себе инновационный вентилятор без лопастей. Отзывы о его эксплуатации красноречиво утверждают, что он помогает сделать отдых владельца полноценным, а труд - продуктивным.

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 .

Совсем недавно в продаже стали появляться довольно странные устройства, имеющие функции обычного вентилятора, но при этом не имеющие привычных лопастей. Стандартное устройство такого типа выглядит как кольцо, смонтированное на специальной тумбе. При этом поток воздуха идет прямо из середины такого кольца, что кажется фантастическим и даже волшебным. У многих такой вентилятор вызывает недоумение, а другие считают его работу прост сверхъестественной или же надувательством.

На самом деле вентилятор без лопастей имеет довольно простое устройство, хотя в принцип его действия заложены новейшие разработки в области аэродинамики и техники. Дело в том, что кольцо, установленное на тумбу, внутри полое, а по его внутреннему периметру сделано специальное отверстие. Вентилятор без лопастей имеет турбину внутри тумбы, которая и подает давление воздуха внутрь кольца, а он выходит через отверстие, которое имеет такую аэродинамику, что его поток направляется в определенную сторону, а именно - через сам круг. Таким образом, создается направленное масс, которые, в свою очередь, захватывают воздух из окружающей среды, создавая довольно мощный поток. Поэтому такое устройство часто называют давления".

Стоит отметить, что поток воздуха, получаемый при помощи такого прибора, идет равномерно, а не порциями, как при использовании обычного вентилятора, что способствует повышению его КПД и значительно улучшает эффективность. Поэтому такое устройство очень хорошо использовать как вентилятор охлаждения. Его равномерный поток будет держать необходимую область под постоянным давлением воздуха, что при одинаковых затратах энергии будет значительно эффективнее.

Благодаря своему устройству, вентилятор без лопастей позволяет выдавать объем воздуха в 15 раз больше, чем обычный. При этом его воздушный насос работает практически бесшумно, что также является очень большим преимущество. Многие модели таких приборов могут осуществлять нагрев воздуха, позволяя использовать устройство как обогреватель, а отсутствие лопастей делает его безопасным для детей.

Однако самым главным преимуществом такого вентилятора является его равномерный поток воздуха, который можно сравнить с легким бризом, он позволяет ощутить себя на берегу моря. Он не напрягает своим постоянным шумом, поэтому пользоваться таким прибором - одно удовольствие. Также вентилятор без лопастей не собирает на себе пыль. Это положительно сказывается на здоровье и даст возможность использовать его людям, страдающим аллергией.

Таким образом, безлопастные вентиляторы являются новейшими устройствами для организации быта, которые не только очень эффективны, но экономичны и безопасны. При этом цена на такой воздуха составляет практически столько, сколько и на электрический тепловентилятор. Это делает такой прибор доступным практически каждому, а пульт дистанционного управления позволит наслаждаться нежным потоком воздуха с любого места комнаты.

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.