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无叶风扇新型设计1摘要无叶风扇也叫空气增倍机，它能产生自然持续的凉风，因无叶片，不覆盖尘土或伤到好奇儿童手指。更奇妙的是其造型奇特，外表既流线又清爽。产品灵感源于空气叶片干手器。干手器的原理是迫使空气经过一个小口“刷”干手上的水，空气增倍机是让空气从一个1.3毫米宽、绕着圆环转动的切口里吹出来。因空气是被强制从这一圆圈里吹出来的，通过的空气量可增到15倍，时速可增至35公里。本次设计产品的创新点，有以下几个方面：1.提供了一个带有16位LED背光显示屏并使操作按钮集中到一块面板上，使得操作方便快捷；2.直接在LED显示屏上显示实时压强，可自行设定压强；3.使用红外传感器采集人体信号信息，实现无人自动停机，有人自动开机，使该系统更加人性化、智能化；4.采用了全新的造型和布局，更优雅，更大方。适宜大多数普通家庭、寝室、办公住所等。在生产工艺上，无扇叶电风扇与传统风扇相比：无叶风扇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，不用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加大制造难度，更不会因为结构设计改变而导致产品质量下降。所以，无叶风扇在多项方面都优于传统的叶片风扇，而价格却几乎与传统风扇相近，远远低于空调的费用。关键词：高效节能LED背光显示屏压强检测人体检测新造型无叶风扇新型设计2目录绪论.....................................................1第一章无叶风扇概念......................................21.1无叶风扇概念............................................22.2无叶风扇的基本介绍.......................................2第二章无叶风扇的工作过程和各部分设计....................52.1工作过程................................................52.2无叶风扇各部分的设计......................................5第三章设计灵感........................................293.1设计的思路及灵感........................................293.2产品创新...............................................29章四章无叶风扇设计原理.................................314.1工作原理...............................................314.2设计原理...............................................32第五章无叶风扇的特点...................................345.1无叶风扇特点...........................................345.2创新优点...............................................34第六章无叶风扇参数及材料...............................366.1无叶风扇参数............................................366.2无叶风扇材料............................................36第七章无叶风扇综合概述.................................387.1市场前景...............................................387.2产品优势...............................................38致谢..................................................40参考文献................................................41附录..................................................42无叶风扇新型设计1绪论目前我国电风扇供过于求的情形，市场竞争相当激烈。随着改革开放的深入，外资涌入将使这一领域的竞争变得更加激烈。因此，质量好样式新，绿色环保，安全节能的无叶风扇在竞争中起着决定性作用。为了应对市场需求研究一种高效，快捷，方便，节能，安全的方式来达到对传统电风扇的进行合理的改造，以便研究出一种能够适应市场的产品。无叶风扇利用喷气式飞机引擎及汽车涡轮增压中的技术，通过底部的吸风孔吸入空气，圆环边缘的内部隐藏的一个叶轮则把空气以圆形轨迹喷出，最终形成一股不间断的冷空气流。重要的是这种空气流动比普通风扇产生的风更平稳。它产生的空气量相当于目前市场上性能最好的风扇。这款无叶风扇同时带有变频风速大小调节装置，方便用户根据实际情况调节风速的大小，风量均匀增加，不会冲击电压，能耗低，是普通风扇一半能耗。同时气流也会通过粘滞力带动圆环中的空气向前运动。两种效应叠加的结果理论上可以使实际吹出的空气量为流过基座空气量的整整15倍。目前许多家里都使用空调，不但耗电率过高，而且几乎毫无通风的可能。传统风扇的三瓣叶，不仅清洗起来麻烦，而且对小朋友还存在一定的安全隐患。新型无叶风扇不但在价格上比空调要低很多，而且通风性很强。没有扇叶和转轮的新型电风扇，在为您吹出清爽凉风的同时，还能完全避免了清洗扇叶之苦。它能产生神奇的持续性的吹出凉风，由于没有叶片，不会覆盖尘土，对有好奇性的儿童不具有伤害，是理想的既安全又节能的产品。无叶风扇新型设计2第一章无叶风扇概念1.1无叶风扇概念无叶风扇也叫空气增倍机，它能产生自然持续的凉风，因无叶片，不会覆盖尘土或伤到好奇儿童手指。更奇妙的是其造型奇特，外表既流线又清爽。2.2无叶风扇的基本介绍JamesDyson公司历时4年研发了一种神奇的无扇叶风扇，它使用了最新的流体动力工程技术，通过高效率的无刷电机使气流增加15倍，以每秒118加仑的速率释放出来，合1580CFM的风量。Dyson公司介绍，为了精确估算各项指标，为了优化开口的翼型弧度，工程师们花了4年时间，经历了数百次模拟实验把气体流动图通过激光多普勒测量仪绘制出来。Dyson本人解释说：“风扇开口的弧度设计是无扇叶风扇的关键，我们发现利用这种方式对空气进行引导和放大的效果很好，当然，这也是我们最初打算设计这样一款无扇叶风扇的原因”图1-1戴森空气倍增器据了解，“无扇叶电风扇”是吸尘器的发明人戴森爵士的最新发明，因此还被冠名为“戴森空气倍增器”。其吹风原理类似于烘手机。62岁的戴森是英国最知名的发明家之一，他说自己是在发明自动烘手机的时候突然得到灵感。“烘手机是从一个小裂缝吹出气流，把手烘干。于是我想到制造一个不用扇叶的空气无叶风扇新型设计3推动装置。这款风扇（气流放大器）有两个尺寸：10英寸直径和12英寸（25.4cm和30.48cm），10英寸的版本有瓦蓝色和银白色，12英寸的风扇只有银白色。风扇上旋钮可以调整出风量，而且可以调整吹风的角度。这款无叶电风扇的外形像一只巨大的指环，能产生强有力的凉爽空气，也比传统电扇安全。另外，它清洗起来也比传统电风扇方便得多，使用者不需要为清理扇叶上积满的灰尘发愁了。图1-2无叶风扇外形无叶风扇新型设计4图1-3出风口截面图无叶风扇也产品灵感源于空气叶片干手器。干手器的原理是迫使空气经过一个小口“刷”干手上的水，空气增倍机是让空气从一个1.3毫米宽、绕着圆环转动的切口里吹出来。因空气是被强制从这一圆圈里吹出来的，通过的空气量可增到15倍，时速可增至35公里。无叶风扇于2009年10月12日在英国首度推出。2009年11月26日，浙江嵊州农民企业家胡国贤向国家知识产权局申请了无风叶风扇发明专利。2011年2月在香港推出第二代。2011年9月，无叶风扇成功引进中国内地大陆，在原有的基础上，增加了90°旋转，吹冷热风的等功能。目前国内无叶风扇售价在300-600左右。2011年2月，英国家电厂家戴森（Dyson）继推出一代无叶风扇后，在香港又强势推出的无叶风扇第二代，相比于一代，其产品性能和特点上并没有多大的变化，增加了可以直接靠磁性紧贴于风扇顶端的无线遥控器，以及在机身和出风口方面都进行了微调，售价为HKD$3,999，价格有点偏高。它能产生自然持续的凉风因无叶片，不会覆盖尘土或伤到好奇儿童手指。更奇妙的是其造型奇特，外表既然流线又清爽，给人造成无法比拟的视觉效果。无叶风扇设计新颖时尚，因为没有风叶，阻力更小，没有污染排放，更加节能、环保、安全。外观也更好看。无叶风扇新型设计5第二章无叶风扇的工作过程和各部分设计2.1工作过程无叶风扇的工作过程可分为以下六个步骤：图2-1工作过程示意图1.吸入：集合了涡轮增压器和喷气引擎的混流叶轮技术，空气从风扇的底层吸入。2.加速：空气进入环形扩大器，然后透过环孔径制造出强大的喷射气流。3.导向：气流经过一个16度角的螺旋翼形状的空气导向坡，吹出空气。4.诱导：风扇后方的空气被引入气流，此过程称为诱导。5.夹卷：机器周围的空气也被卷入气流，此过程称为夹卷。6.增强：通过空气诱导和夹卷，气流瞬间增强15倍，最高风速达35.4公里/小时。2.2无叶风扇各部分的设计（1）出风口的设计无叶风扇最大的不同点，就是它没有了传统风扇的“叶”！无叶风扇利用喷气式飞机引擎及汽车涡轮增压中的技术，通过底部的吸风孔吸入空气，圆环边缘的内部隐藏的一个叶轮则把空气以圆形轨迹喷出，最终形成一股不间断的无叶风扇新型设计6冷空气流。重要的是这种空气流动比普通风扇产生的风更平稳。图2-2出风环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。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，空气都吹向前了，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。（2）出风环截面：无叶风扇新型设计7图2-3出风环截面首先草绘用于扫描的圆环，然后在扫描命令中草绘如上图所示的截面，最后进行360°扫描实体。（3）出风环去除材料截面：无叶风扇新型设计8图2-4去除材料截面用上一步的草绘圆环做扫描路径，在扫描命令中草绘如上图所示的截面，最后进行360°移除材料扫描。（4）出风环最终截面：图2-5最终截面完成上面两次的扫描最终得到如上图所示的截面效果，它的中央，开着一条1毫米宽的细缝，这就是出风口。无叶风扇新型设计9图2-6出风环实物局部图图2-7整体送风方向图2-8出风环截面的气流示意图同时无叶风扇利用飞机涡轮发动机原理，有进气口和出气口，进气口在圆柱位置，出气口就是风口那里。电机旋转带动圆柱内扇叶旋转，扇叶旋转将风风吹入圆环的缝隙中，由于圆柱内空气减少和大气压力作用，进气口那里会自动进风而且在大气压力下，使进气速度加大，这样无叶风扇的风就放大了。（5）无叶风扇底座设计无叶风扇新型设计10经过前期的市场调查我发现一个问题，无叶风扇的外形设计特别单调，大部分都是一个圆环下面链接一个圆筒，样式千篇一律。但是风扇的出风环部分由于设计需要必须是这个样式，为了不影响产品性能，就不做大的改动了。于是我就在风扇的底座部分进行了较大的改动，样子更加美观大方。图2-9市场上普遍的外形图2-10改