Безлопастные вентиляторы: устройство и принцип действия

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.

Видео всего процесса

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

Принцип работы безлопастного вентилятора

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.

Шаг 12. Блок управления скоростью

Поскольку мы только заканчивали проект, мы решили использовать идею ШИМ-регулятора скорости для этого вентилятора, чтобы регулировать количество воздуха, выходящего из вентилятора, и, следовательно, уровень шума. Для этого была разработана простая схема контроллера скорости ШИМ, а также выделенная печатная плата с использованием AutoCAD Eagle. Обучение проектированию схем и последующему проектированию печатных плат стало проще благодаря обучению на курсах Basic Electronics и PCB Design. Итак, взгляните на эти хорошо описанные полезные уроки.

Схема работает по основному принципу. Он использует интегральную схему таймера 555, который переключает транзистор несколько раз в течение каждой секунды, и скорость переключения зависит от сопротивления, обеспечиваемого потенциометром. Таким образом, поворачивая ручку регулятора, мы можем регулировать выходной импульс и, таким образом, контролировать скорость вращения вентилятора от сервера. В архиве прилагаются все файлы, включая схемы, лист материалов и файлы Gerber для ШИМ-схемы, которые могут понадобиться для получения заказа на веб-сайте.

Кроме того, обратите внимание на сайт JLCPCB, поскольку они предлагают отличное предложение при первом заказе. Вы можете заказать 10 печатных плат, включая бесплатную доставку, всего за 2 доллара США. После пайки всех компонентов на печатной плате крепим плату на передней стороне основания. Ручка потенциометра выходит на передней стороне с красивой ручкой, прикрепленной для регулировки скорости вентилятора.

Шаг 13. Основание

В конце используя горячий клей приклеиваем схему на основание. После вырезаем лист стекловолокна и прикручиваем его к основанию вентилятора, используя два деревянных куска, склеенных внутри основания.

Чтобы вентилятор не двигался во время работы, мы приклеиваем четыре резиновые прокладки/ножки к основанию. Вентилятор готов к работе.

Шаг 14. Итоговый результат

Еще раз хочется сказать спасибо за данный проект ребятам с канала DYI King на Youtube, которые вдохновились созданием безопасного безлопастного вентилятора.

1

История создания

Безлопастной вентилятор внешне очень отличается от привычного для нас изделия. Первый прибор появился в 2019 г. благодаря создателю Джеймсу Дайсону. Он почти 30 лет посвятил работам, которые были направлены на усовершенствование многих видов бытовой техники. Английскому разработчику удалось придумать много необычных, полезных и нужных изобретений.

Многие страны купили патент на производство этих новинок. Производителей привлекает не только полезность приборов, но и улучшенный дизайн, функциональные возможности техники. При разработке особого вентилятора без лопастей было потрачено более 4-х лет на моделирование кольца, способного эффективно пропускать потоки воздуха, многократно умножая его.

КРУТОЙ БЕЗЛОПАСТНЫЙ ВЕНТИЛЯТОР ИЗ КИТАЯ!!!

Прибор быстро завоевал популярность и вскоре после его появления на рынке стали продаваться аналогичные вентиляторы. Сейчас даже есть более бюджетные варианты от китайских производителей.

Как устроенный лопастной вентилятор: принцип действия

2

Устройство вентилятора

Работа этого прибора очень напоминает действие двигателя реактивного самолета. В его основание вмонтирована высокоскоростная турбина с двигателем в 40 кВт, которые соединены общим валом. Всего две основных части (основание, кольцевой диффузор) входят в состав безлопастного вентилятора. Принцип действия основан на работе турбины, обеспечивающей поступление воздуха в устройстве.

Двигатель прибора оснащен камерой Геймгольца, который улавливает и рассеивает шум работы. Корпус устройства имеет множество отверстий, всасывающих воздух. Кольцевой диффузор у прибора создан по правилам аэродинамики. С внутренней стороны на поверхности находится специальная прорезь. С ее помощью в рабочей зоне происходит нагнетание воздуха.

Сечение кольца имеет вид капли, поскольку такая форма является идеальной, с точки зрения аэродинамики. Она минимизирует вокруг себя сопротивление, что не допускает образования турбулентности.

Как устроен бесшумный вариант вентилятора для вытяжки

2.1

Принцип работы

В безлопастном вентиляторе был применен технический принцип работы турбины. Размещаясь в основании устройства, турбина через отверстия корпуса всасывает воздух снаружи и подает его в кольцевой диффузор с очень узкой щелью. Его профиль, специально адаптированный, работает на увеличение эффективности разности давления. Это заставляет воздух выталкиваться с силой за счет аэродинамического эффекта.

В полученный поток сразу вливается воздух, окружающий кольцо диффузора. За счет этого воздушный рабочий поток возрастает в 15−20 раз у вентилятора без лопастей. Принцип работы такого устройства называют «умножителем воздуха». Это позволило получить безопасную и экономичную конструкцию.

Она создает плотный монотонный поток, освежающий воздушные массы. В процессе действия он функционирует неназойливо. Прибор практически бесшумный; очень интересно наблюдать, как работает вентилятор без лопастей. В отличие от обычного устройства он не создает сквозняка и не вызывает дискомфорта.

Как сделать безлопастной вентилятор своими руками/How to make a DIY safe fan

Принципы работы бытового приточно-вытяжного вентилятора

3

Основные преимущества

У безлопастного прибора есть много преимуществ по сравнению с привычным вентилятором. Он идеален для использования в быту и офисных помещениях. Устройства отличаются следующими положительными характеристиками:

  • бесшумны и не создают вибрации;
  • при работе нет сквозняков, не накапливают пыли, поскольку не имеют для этого деталей, что делает гигиеничным вентилятор без лопастей;
  • горизонтальный и вертикальный объем поворота делает их очень удобными при использовании;
  • приборы довольно устойчивые;
  • из-за отсутствия наружных движущихся деталей считаются безопасными, что исключает травматизм;
  • низкое энергопотребление, ведь они расходуют намного меньше, чем лопастные вентиляторы;
  • выделяются современным дизайном.

Все эти приборы оснащены дистанционным управлением, что делает их очень удобными в процессе эксплуатации. Пульты управления закрепляют к корпусу, чтобы было удобно управлять и не потерять. Почти все пульты оснащены различными опциями, где можно выбрать нужный режим работы. Такое изделие помогает в быту и на работе без шума и дискомфорта получать свежий поток воздуха.

Кроме плюсов, у вентилятора есть свои минусы: если покупать более мощный прибор, то он издает во время работы шум, что очень ощущается при большой скорости. Цена у современных моделей высокая. Если покупать более дешевые аналоги от китайских производителей, то они отличаются неустойчивостью и скрипом.

Производители безлопастных вентиляторов постоянно работают над имеющимися недостатками. Они периодически улучшают новые модели, учитывая отзывы и предложения потребителей.

4

Критерии выбора

«Умножитель воздуха» отличается не только своими положительными характеристиками, но и оригинальным дизайном. Своей причудливой формой он украсит любое помещение. По способу установки их делят на три типа:

  • напольные;
  • настенные;
  • настольные.

Настенные относятся к устройствам стационарного типа, а два других к переносным приборам. Чаще всего производители такой техники предусматривают установку вентиляторов в двух вариантах крепления: на стене и на столе. В комплектации к ним прилагается кронштейн с дюбелями.

Потребителям сейчас предлагается много моделей, которые отличаются ценой и набором функционала. Перед покупкой надо обращать внимание на характеристики прибора и его уровень шума во время работы.

Как сделать безлопастной вентилятор своими руками/How to make a DIY safe fan

На эффективность эксплуатации влияет радиус кольца безлопастного вентилятора. Для помещений больших размеров следует выбирать модели с более крупным кольцом. Количество потока и потребление электроэнергии будет зависеть от мощности «умножителя воздуха». Для квартиры или дома небольшой площади достаточно купить прибор средней мощности. Если выбирать его для крупного офиса, тогда следует купить агрегат, способный прогонять большой объем воздуха.

Рекомендуется обращать внимание на корпус изделия, чтобы он был качественным и не имел неприятного запаха. Для ценителей комфорта желательно отдавать предпочтение моделям с широкой настройкой параметров регулировки. Наличие пульта управления с удобной системой кнопок позволит легко и просто управлять бытовым прибором.

5

Особенности применения

«Умножители воздуха» сейчас довольно распространены. Их устанавливают в домах и квартирах, офисах, больницах и других учреждениях. Они мягко распределяют воздушные потоки, но, кроме этого, способны и увлажнять, охлаждать или подогревать воздух. Диапазон настройки уровня влажности будет зависеть от модели, поэтому каждый пользователь имеет возможность выбрать для себя подходящий вариант изделия.

Подогревом и охлаждением оснащены только дорогие модели. Предлагаются варианты с очищением воздуха от чада, дыма и других вредных примесей. Сейчас можно купить продукцию от мировых брендов, которые будут выполнять функции настоящих кондиционеров.

Безлопастной вентилятор принцип работы

Adblock
detector