Dyson无叶风扇原理解析

Dyson无叶风扇原理解析

在高温难耐的伏暑天里，很多朋友最想做的就是躲在清清凉凉的室内，挖着西瓜看电视了。不过，如果你认为想要保持室内凉爽宜人，还必须依靠把空调温度调得很很低，那就大错特错了，因为今年夏天，在潮人圈子里面最流行的已经不是什么“无氟变频空调”之类的大件电器产品，而是既环保又轻便，还拥有时尚线条的“无扇叶风扇”了，而且这种风扇能够形成15倍风力的效果，让你感受到犹如海风一般的凉爽。

Dyson无叶风扇

你相信吗？Dyson无叶风扇能够送出15倍效果的风力

这种无扇叶风扇最早是由美国Dyson公司推出的产品，外形线条相当简约，下面是一个底座，上面是一个出风框，跟我们平常使用的风扇相比，就是少了复杂的扇叶和前后栏栅罩盖，风扇中间完全是空洞洞的。

Dyson无叶风扇各种造型

Dyson无叶风扇整体外观

Dyson无叶风扇侧面，可以形成一定仰角

Dyson无叶风扇配套遥控器

那这样的结构到底是怎么样形成吹风效果的呢？别急，其实设计师在里面运用了很多在飞机构造上应用到的空气动力学原理，下面我们一起来看看。

首先来看看这款风扇的底座设计，并不是简单马达搭配上电源开关、风力档位的组合。底座与风扇的出风框是可以分离开来的，通过卡口装配起来。底座内部除了有马达以外，下面还有布满密孔的进风口，这里是最原始吸取空气的部位。

Dyson无叶风扇出风框部分

Dyson无叶风扇底座部分

Dyson无叶风扇底座下面是布满密孔的进风口

空气进入底座后，由马达带动，再经过底座上方的一层隐藏扇叶向上送风。这一层扇叶是水平旋转的，装上出风框后在外部完全看不到。

Dyson无叶风扇底座上有一层水平扇叶，把空气向吹进出风框内

Dyson无叶风扇出风框与底座相接的卡口

经过马达和扇叶作用后，已经形成一定气流的空气进入出风框内部空腔。注意了，出风框的内部是一个有特殊构造的空腔，而非一个简单的金属实心框。从下面的横截面示意图可以看到，风扇框的腔体朝着送风的正方向较薄，完全封闭，反方向较厚，金属片包裹了一圈后留出较窄的缝隙，这条缝隙就是出风口。

Dyson无叶风扇出风框的出风口缝隙

Dyson无叶风扇出风框的横截面示意图

气流从底座上来，散布充满出风框的腔体内，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“泄漏”出去，持续运行一段时间后，这种结构能够渐渐加强送风压力，使出风口缝隙的气流更加快速。

空气在出风框内腔的流动方向

一旦出风口的气流加快，形成吹风效果，就会引起出风框周围的空气也跟随流动起来。一方面，风扇背面的空气会从后向前补充进来，加强中心送风效果，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，拓宽吹风的范围。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。

风扇背面的空气从后向前补充进来加强中心送风效果

框体外围空气因为气流造成负压也一齐补充进来，拓宽吹风范围

出风框截面的气流示意图

各种气流叠加形成数倍于底座吸收空气能力的送风效果

以上就是Dyson公司这款没有扇叶的风扇新品的送风原理解析，它摆脱了传统风扇纯粹依靠马达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。尽管算不上惊世之举，不过在这款产品没有推出以前，估计没有几个人会认为风扇少了扇叶还能够吹风的，这项创新告诉人们，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。

另外，由于风扇取消了中间高速旋转的扇叶，变得更加安全，即使家里小朋友伸手到里面也不必担心会割到，同时风扇送风更加稳定均匀。且，产品清洁起来也十分方便，用布擦拭光滑简洁的外表面就可以了，不需要拿着刷子爬着栏栅格子，很费工夫地清理积聚在上面的灰尘，也不需要先拆卸外面的罩盖再擦拭里面的扇叶。

Dyson无叶风扇更加安全，伸手到中间也不担心被割伤

传统风扇与Dyson无叶风扇的送风效果对比

Dyson无叶风扇外观简约，更容易清洁除尘

在生产工艺上，与传统风扇相比，这款没有扇叶的风扇新品主要增加了出风框内腔的设计、制造和装配环节，带来的成本增加并不是十分明显，特别是形成具有一定规模流水线生产后，不会担心原材料稀缺致使价格过高，也不会因为工艺过于复杂繁琐增加制造难度，更不会因为结构设计改变而导致产品质量下降，因此我们有理由相信这款新品会很快被市场所接受，甚至会出现更多类似产品，进一步影响我们今后的生活方式。

揭秘：戴森的无叶片风扇是怎么工作的？

好了，相信大家都已经看过戴森 (Dyson)新近推出的无叶片风扇了，的确让人印象深刻——但是，这玩意到底是如何工作的？关于这个问题，爱稀奇发现了一些有趣的东西，只要你耐心地看完，定然解决所有疑惑：

从哪里开始呢？好吧，其实关于无叶片风扇的所有问题，都可以归结为一个问题，那就是，风是从哪里来的？——爱稀奇直截了当地告诉你，风最开始是从圆环中间的细微风槽中“吹”出来的：无叶片风扇顶着的那个硕大圆环，并非完全是噱头，而是一个重要的组成，它的中央，开着一条1毫米宽的细缝，而风，最开始就由基座中的涡轮风扇，抽取底座旁的空气从这里吹出来的。

当然，你可不能指望1毫米宽的细缝就能吹出平稳且足够多的风来。这就涉及第二个问题了，关于这台无叶片风扇的名字，空气放大器，Air Multiplier——什么意思，它是怎么“放大”空气的？这涉及两个物理名词，首先是雾沫夹带 (Entrainment)，其意思简单地说，就是当有一束气流急速通过时，它会拉扯周围的空气，将它们跟着它一起运动。对此，你可以想象招聘会中的人潮，周围的人总是身不由己地跟着大部队前进，哈哈。具体到无叶片风扇，当气流从1毫米宽的细缝以55英里的时速吹出时，它将夹带着周边的空气一起向前；其次是负压，这个不难理解，空气都往前了，圆环后的气压会降低，并导致后方更多的空气加入以平衡气压——在这两个物理名词的作用下，空气，或者说无叶片风扇的风量，被显著放大，达到涡轮风扇本身抽取量的15倍。

最后一个问题，它如何保持气流平稳？因为问题二的描述，看上去似乎很难控制啊？这就涉及第三个物理名词了，雷诺数 (Reynolds number)。不过，在解释这是什么之前，我们先去厨房看看水龙头，对，请把水龙头拧开放水，一般来说，当水龙头半开时，水流总是相对平稳，成束状从水管中涌出；而一旦你全开或者减少拧开的程度，水流就不老实了，水花会开始四溅——这个现象，简单地说就是，流体的形状，大致地和其本身的粘度、初始孔径等有关。为此，物理学家们找到了一个计算公式，而其结果就是雷诺数。具体到无叶片风扇，戴森发现，当空气在正常的粘度和温度、气压等条件下，1毫米宽的缝隙，刚好可以让气流在吹出后不会发生紊乱，保持平稳~