無葉電風(fēng)扇的原理與應(yīng)用研究

張宇瀚

摘 要：風(fēng)扇是人們生活中必不可少的電器，傳統(tǒng)風(fēng)扇不僅噪音大、安全性低，美觀性也差，無葉風(fēng)扇是近年來誕生的新型電器，與傳統(tǒng)電扇相比，有著眾多優(yōu)點(diǎn)，比如沒有震顫感、安全性高、能耗低、噪音小、易清潔，且其外形設(shè)計(jì)更加時(shí)尚，美觀大方，富有科技感，表現(xiàn)出了良好的發(fā)展前景。該文主要針對(duì)無葉風(fēng)扇的原理與應(yīng)用進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：無葉電風(fēng)扇 原理 應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TP273 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2016）12（b）-0120-02

無葉風(fēng)扇就是人們常說的空氣增倍機(jī)，該種機(jī)器能夠?qū)⒖諝饩奂谝粋€(gè)直徑為1.3 mm的原型環(huán)中，將其吹出。

由于空氣是強(qiáng)迫性的從這一個(gè)圓圈中吹出，所以它通過的空氣量比有葉電扇增加了15倍，每小時(shí)的速度也增加了35 km。無葉風(fēng)扇沒有設(shè)置葉片，不會(huì)吸附塵土，清洗起來也十分方便，在使用方面，無葉風(fēng)扇的安全性較高，不會(huì)割傷人們的手指。利用持續(xù)性的空氣流動(dòng)，不會(huì)像常規(guī)的風(fēng)扇一樣，其氣流更加的舒適、平穩(wěn)，也沒有傳統(tǒng)風(fēng)扇頭重腳輕的弊端。在外觀設(shè)計(jì)方面，無葉風(fēng)扇美觀、大方、時(shí)尚，科技感十足，表現(xiàn)出了良好的發(fā)展前景。

1 無葉風(fēng)扇的原理

無葉電風(fēng)扇的底座設(shè)置了一個(gè)40 w的電馬達(dá)，這個(gè)電馬達(dá)可以33 L/s的速度將空氣吸入，再利用氣旋加速器進(jìn)行加速處理，有效提升了空氣的流通速度，再利用扇頭將風(fēng)從內(nèi)環(huán)中吹出來，在環(huán)繞力因素的影響下，可以帶動(dòng)附近空氣的旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生風(fēng)。與傳統(tǒng)風(fēng)扇相比，無葉風(fēng)扇的最大不同就是沒有設(shè)置葉片，無葉風(fēng)扇的技術(shù)就像汽車渦輪增壓或者噴氣式飛機(jī)的原理，將空氣從底部吸入，利用隱藏的葉輪將空氣沿著一個(gè)圓形軌跡噴出，營造出源源不斷的持續(xù)冷空氣。這種空氣的流動(dòng)性比有葉風(fēng)扇產(chǎn)生的空氣流動(dòng)更加具有平穩(wěn)性。

那么無葉風(fēng)扇是如何將風(fēng)吹出來的呢？原理非常簡單，風(fēng)在最開始的時(shí)候是從無葉風(fēng)扇圓環(huán)中的一個(gè)細(xì)微的風(fēng)槽吹出來的。也就是無葉風(fēng)扇頭頂中的巨大圓環(huán)，圓環(huán)的中央有一條寬1毫米的“小通道”，風(fēng)最早就是由風(fēng)扇底部中的渦輪風(fēng)扇抽取其旁邊的空氣從這個(gè)“小通道中” 吹出來的。當(dāng)空氣以55 mi的速度從寬1 mm的細(xì)縫中吹出來時(shí)，它會(huì)帶動(dòng)周邊所有的空氣一起往前吹：因?yàn)榭諝馊肯蚯白?，就?huì)降低圓環(huán)后邊的氣壓，那么風(fēng)扇后邊的空氣會(huì)以平衡氣壓的方式加入。在這兩個(gè)物理?xiàng)l件的幫助下，氣流的作用被明顯加大，使渦輪風(fēng)扇自身的抽取量增加了15倍。

無葉風(fēng)扇的研發(fā)來借鑒了飛機(jī)渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)原理，將其分為進(jìn)氣口以及出氣口兩個(gè)組成，進(jìn)氣口設(shè)置在圓柱位置，出氣口則設(shè)置在風(fēng)口。在電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)下，扇葉會(huì)隨之進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，將外界的風(fēng)吹入到通道中，隨著圓柱中空氣的減少，風(fēng)會(huì)大量進(jìn)入到進(jìn)氣口，借助于大氣壓力，進(jìn)氣口的風(fēng)速度也會(huì)加快，這就有效保障了無葉風(fēng)扇的風(fēng)量。

無葉風(fēng)扇最早由戴森公司發(fā)明，與傳統(tǒng)風(fēng)扇相比，無業(yè)風(fēng)扇有著顯著的優(yōu)勢，噪音小、能耗低、容易清潔，但是無葉風(fēng)扇的本質(zhì)依然是風(fēng)扇，無法像空調(diào)一樣產(chǎn)生制冷效果。

2 無葉風(fēng)扇的工業(yè)應(yīng)用前景

無葉風(fēng)扇不僅可以使用于普通電器之中，還可以應(yīng)用在一般的工業(yè)之中，例如風(fēng)水冷卻設(shè)備水，這是鋁型材生產(chǎn)中經(jīng)常使用的技術(shù)，因?yàn)樗w里溢出的水會(huì)濺在擠壓機(jī)的模具上邊，使得模具的溫度降低，就會(huì)影響機(jī)器的擠壓速度。為了不讓水蓋里的水濺到機(jī)器上，曾采用過許多的方法，都都無法達(dá)到理想的效果，降低了生產(chǎn)效率。為此，可以借助無葉風(fēng)扇的設(shè)計(jì)原理，采用物理法來制造出大圓環(huán)，材料最好使用不銹鋼，該種設(shè)計(jì)方式不同于無葉風(fēng)扇，進(jìn)入進(jìn)氣口中的氣體并不是單純的對(duì)周邊空氣的壓縮，而是已經(jīng)經(jīng)過了空氣壓縮泵的處理，再使用圓環(huán)進(jìn)行二次增壓，經(jīng)由1毫米的“小通道”吹出時(shí)，這有效增加了氣流的風(fēng)速和壓強(qiáng)，當(dāng)氣流吹到水蓋上時(shí)，水就不會(huì)從水蓋里濺出來，提高了生產(chǎn)的安全性與效率。

同樣在鋁型材生產(chǎn)中，無葉電風(fēng)扇也可以應(yīng)用在吹干鋁型材的工序中，當(dāng)鋁型材從冷卻設(shè)備中出來時(shí)，產(chǎn)品有大量的水，之前吹干材料的設(shè)備為有葉電風(fēng)扇，不僅帶走鋁型材表層的水，也使水滴在了葉片上，流到了風(fēng)扇的電機(jī)中，會(huì)對(duì)風(fēng)扇電機(jī)造成一定程度的損害，提高了維修機(jī)器的成本，如果因?yàn)榈嗡斐闪穗姍C(jī)短路，還可能造成生產(chǎn)線的停工，因?yàn)楣S生產(chǎn)線的電是直接連接的，所以一個(gè)電機(jī)的短路可能造成整個(gè)電器癱瘓，耽誤工程進(jìn)度。但是如果選擇無葉風(fēng)扇，同樣設(shè)計(jì)制造一排圓環(huán)，材料仍然是不銹鋼，就可以集中或者單獨(dú)使氣體流通，與有葉片的風(fēng)扇不同，電機(jī)并非相連在一次，因此，鋁型材表層的水就不會(huì)滴到電機(jī)里邊。

無葉電扇與傳統(tǒng)風(fēng)扇相比有許多好處：無葉片，相對(duì)安全系數(shù)高，危險(xiǎn)性低；有葉風(fēng)扇風(fēng)感劇烈，平穩(wěn)度與舒適度較低，無葉風(fēng)扇因?yàn)榭諝獗对鲈硭愿悠椒€(wěn)舒適；有葉片就需要定期的清洗，無葉風(fēng)扇就免去了這個(gè)麻煩的步驟；兩者的噪音程度也有很大的差距。

無葉風(fēng)扇有著突出的優(yōu)勢，迅速在市場上得到了推廣，為了保護(hù)自己的發(fā)明，戴森公司申請(qǐng)了專利，數(shù)據(jù)顯示，截止到2016年，戴森公司無葉風(fēng)扇的保護(hù)專利已經(jīng)有142項(xiàng)，這些項(xiàng)目都是出于有效狀態(tài)的。除了以上項(xiàng)目之外，還申請(qǐng)了相關(guān)的發(fā)明專利與新型專利，為了保證自己的設(shè)計(jì)創(chuàng)新性，戴森公司還額外申請(qǐng)外觀專利。根據(jù)關(guān)于《專利法》中的規(guī)定，外觀設(shè)計(jì)也是專利的一個(gè)重要內(nèi)容，這一設(shè)計(jì)就是針對(duì)產(chǎn)品圖案、形狀、色彩等自由組合，設(shè)計(jì)出就創(chuàng)新性與美感的新設(shè)計(jì)。外觀設(shè)計(jì)專利相對(duì)于發(fā)明專利而言更直觀，保護(hù)范圍也更明確，尋求專利保護(hù)也更容易一些。

3 結(jié)語

如今無葉風(fēng)扇已經(jīng)運(yùn)用在人們生活領(lǐng)域中，小到作為家庭的風(fēng)扇，可以保護(hù)兒童、家人不受傷害；大到應(yīng)用于工廠車間，使得生產(chǎn)效率提高。由此可見，它的工業(yè)市場前景是不可估量的。

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