二、工作原理
无叶电风扇的工作过程主要分为以下3个步骤:
1.吸入
开机后,涡轮风扇运转,将底座旁的空气吸进来,并增压后吹出,形成一定气流的空气进入出风框的内部空腔中。
2.加速
气流不断送入出风框的腔体内,积聚到一定程度就会超过腔体外的正常气压,于是形成风。而前端狭窄后端宽厚的腔体会迫使内部气流朝后端更宽阔的空腔运动,不断“相互挤压”的空气最后只能从细小的狭缝中高速“泄漏”出去,如图6所示。
3.增强
当有一束气流急速通过时,它会拉扯周围的空气,让它们跟着气流一起运动,这就是空气动力学中所说的雾沫夹带现象。具体到无叶电风扇而言,当气流从约1mm宽的细缝中高速吹出时,它将夹带着周边的空气一起向前。
由于出风框内的空气都向前运动,则出风框后的气压会降低,这将导致后方更多的空气加入,以平衡气压,最后的结果就是风扇背面的空气从后向前补充进来,加强了中心送风效果,如图7所示,这种现象称为诱导现象。
另一方面,出风框外围的空气也会因为气流造成的负压一齐补充进来,从而拓宽吹风的范围,如图8所示,这种现象称为夹卷现象。
通过空气诱导和夹卷,各种气流叠加,就会形成数倍于底座吸收空气能力的送风效果。出风框截面的气流示意图如图9所示,可见风扇的风量被显著放大,达到涡轮风扇吸入空气量的数倍甚至数十倍(家用无叶电风扇约为15倍),因此该类风扇又被称为空气增倍机或空气放大器(Air Multiplier)。
综上所述,无叶电风扇摆脱了传统风扇纯粹依靠电动机带动扇叶直接送风的模式,而是在扇叶出风后再添加一道环节,通过改变气流运动路线,达到更理想的送风效果。同时这项发明还告诉人们:只要勇于设想,并主动尝试从另一个角度去思考,生活中有很多细节是可以不断得到优化完善的。