無葉電風扇的原理與應用研究

張宇瀚

摘 要：風扇是人們生活中必不可少的電器，傳統風扇不僅噪音大、安全性低，美觀性也差，無葉風扇是近年來誕生的新型電器，與傳統電扇相比，有著眾多優點，比如沒有震顫感、安全性高、能耗低、噪音小、易清潔，且其外形設計更加時尚，美觀大方，富有科技感，表現出了良好的發展前景。該文主要針對無葉風扇的原理與應用進行分析。

關鍵詞：無葉電風扇 原理 應用

中圖分類號：TP273 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2016）12（b）-0120-02

無葉風扇就是人們常說的空氣增倍機，該種機器能夠將空氣聚集在一個直徑為1.3 mm的原型環中，將其吹出。

由于空氣是強迫性的從這一個圓圈中吹出，所以它通過的空氣量比有葉電扇增加了15倍，每小時的速度也增加了35 km。無葉風扇沒有設置葉片，不會吸附塵土，清洗起來也十分方便，在使用方面，無葉風扇的安全性較高，不會割傷人們的手指。利用持續性的空氣流動，不會像常規的風扇一樣，其氣流更加的舒適、平穩，也沒有傳統風扇頭重腳輕的弊端。在外觀設計方面，無葉風扇美觀、大方、時尚，科技感十足，表現出了良好的發展前景。

1 無葉風扇的原理

無葉電風扇的底座設置了一個40 w的電馬達，這個電馬達可以33 L/s的速度將空氣吸入，再利用氣旋加速器進行加速處理，有效提升了空氣的流通速度，再利用扇頭將風從內環中吹出來，在環繞力因素的影響下，可以帶動附近空氣的旋轉，產生風。與傳統風扇相比，無葉風扇的最大不同就是沒有設置葉片，無葉風扇的技術就像汽車渦輪增壓或者噴氣式飛機的原理，將空氣從底部吸入，利用隱藏的葉輪將空氣沿著一個圓形軌跡噴出，營造出源源不斷的持續冷空氣。這種空氣的流動性比有葉風扇產生的空氣流動更加具有平穩性。

那么無葉風扇是如何將風吹出來的呢？原理非常簡單，風在最開始的時候是從無葉風扇圓環中的一個細微的風槽吹出來的。也就是無葉風扇頭頂中的巨大圓環，圓環的中央有一條寬1毫米的“小通道”，風最早就是由風扇底部中的渦輪風扇抽取其旁邊的空氣從這個“小通道中” 吹出來的。當空氣以55 mi的速度從寬1 mm的細縫中吹出來時，它會帶動周邊所有的空氣一起往前吹：因為空氣全部向前走，就會降低圓環后邊的氣壓，那么風扇后邊的空氣會以平衡氣壓的方式加入。在這兩個物理條件的幫助下，氣流的作用被明顯加大，使渦輪風扇自身的抽取量增加了15倍。

無葉風扇的研發來借鑒了飛機渦輪發動機原理，將其分為進氣口以及出氣口兩個組成，進氣口設置在圓柱位置，出氣口則設置在風口。在電機的轉動下，扇葉會隨之進行轉動，將外界的風吹入到通道中，隨著圓柱中空氣的減少，風會大量進入到進氣口，借助于大氣壓力，進氣口的風速度也會加快，這就有效保障了無葉風扇的風量。

無葉風扇最早由戴森公司發明，與傳統風扇相比，無業風扇有著顯著的優勢，噪音小、能耗低、容易清潔，但是無葉風扇的本質依然是風扇，無法像空調一樣產生制冷效果。

2 無葉風扇的工業應用前景

無葉風扇不僅可以使用于普通電器之中，還可以應用在一般的工業之中，例如風水冷卻設備水，這是鋁型材生產中經常使用的技術，因為水蓋里溢出的水會濺在擠壓機的模具上邊，使得模具的溫度降低，就會影響機器的擠壓速度。為了不讓水蓋里的水濺到機器上，曾采用過許多的方法，都都無法達到理想的效果，降低了生產效率。為此，可以借助無葉風扇的設計原理，采用物理法來制造出大圓環，材料最好使用不銹鋼，該種設計方式不同于無葉風扇，進入進氣口中的氣體并不是單純的對周邊空氣的壓縮，而是已經經過了空氣壓縮泵的處理，再使用圓環進行二次增壓，經由1毫米的“小通道”吹出時，這有效增加了氣流的風速和壓強，當氣流吹到水蓋上時，水就不會從水蓋里濺出來，提高了生產的安全性與效率。

同樣在鋁型材生產中，無葉電風扇也可以應用在吹干鋁型材的工序中，當鋁型材從冷卻設備中出來時，產品有大量的水，之前吹干材料的設備為有葉電風扇，不僅帶走鋁型材表層的水，也使水滴在了葉片上，流到了風扇的電機中，會對風扇電機造成一定程度的損害，提高了維修機器的成本，如果因為滴水造成了電機短路，還可能造成生產線的停工，因為工廠生產線的電是直接連接的，所以一個電機的短路可能造成整個電器癱瘓，耽誤工程進度。但是如果選擇無葉風扇，同樣設計制造一排圓環，材料仍然是不銹鋼，就可以集中或者單獨使氣體流通，與有葉片的風扇不同，電機并非相連在一次，因此，鋁型材表層的水就不會滴到電機里邊。

無葉電扇與傳統風扇相比有許多好處：無葉片，相對安全系數高，危險性低；有葉風扇風感劇烈，平穩度與舒適度較低，無葉風扇因為空氣倍增原理所以更加平穩舒適；有葉片就需要定期的清洗，無葉風扇就免去了這個麻煩的步驟；兩者的噪音程度也有很大的差距。

無葉風扇有著突出的優勢，迅速在市場上得到了推廣，為了保護自己的發明，戴森公司申請了專利，數據顯示，截止到2016年，戴森公司無葉風扇的保護專利已經有142項，這些項目都是出于有效狀態的。除了以上項目之外，還申請了相關的發明專利與新型專利，為了保證自己的設計創新性，戴森公司還額外申請外觀專利。根據關于《專利法》中的規定，外觀設計也是專利的一個重要內容，這一設計就是針對產品圖案、形狀、色彩等自由組合，設計出就創新性與美感的新設計。外觀設計專利相對于發明專利而言更直觀，保護范圍也更明確，尋求專利保護也更容易一些。

3 結語

如今無葉風扇已經運用在人們生活領域中，小到作為家庭的風扇，可以保護兒童、家人不受傷害；大到應用于工廠車間，使得生產效率提高。由此可見，它的工業市場前景是不可估量的。

參考文獻

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