СПИРАЛЬНЫЙ ВЕНТИЛЯТОР
SPIRAL VENTILATOR

Изобретение относится к вентиляторам и может найти применение в качестве безопасного вентилятора, а также в случаях необходимости создания стабильного и направленного потока воздуха.
Из уровня техники известен патент JPH 03160194, описывающий вентилятор с роторным расположением лопастей при котором отсутствует центральный привод, а лопасти оборудованы элементами ротора электродвигателя.
Отличия от заявленного решения состоят в том, что:
- Спиральный вентилятор не имеет лопастей;
- Воздух в спиральном вентиляторе проходит внутри спиральных каналов внутри рабочего тела;
- Рабочее тело спирального вентилятора не имеет травмоопасных лопастей.
Известен патент CN 100504074 описывающий вентилятор в котором лопасти в рабочем теле проходят по спирали.
Отличия от заявленного решения состоят в том, что:
- Спиральный вентилятор не имеет лопастей;
- Воздух в спиральном вентиляторе проходит внутри спиральных каналов внутри рабочего тела;
- Рабочее тело спирального вентилятора не имеет травмоопасных лопастей.
Известен патент KR 20040050375, описывающий спиральный вентилятор, в котором рабочее тело имеет форму цилиндрической спирали, при этом как видно из описания и изображений рабочее тело имеет форму удлиненной спиральной лопасти помещенной в цилиндрический корпус.
Отличия заявленного решения состоят в том, что:
- Спиральный вентилятор не имеет лопасти, но имеет отверстия, расположенные внутри рабочего тела по спирали;
- Отверстия в спиральном вентиляторе расположены в виде конусной спирали;
- Рабочее тело спирального вентилятора представляет собой конус, внутри которого располагаются рабочие спиральные отверстия, при этом поверхность конуса преимущественно гладкая, без выступающих травмоопасных частей.
Технический результат заявленного изобретения состоит в разработке травмобезопасного вентилятора с направленной подачей воздуха в одном направлении, или с максимальным охватом объема воздуха при работе в другом направлении.
Технический результат достигается тем, что в спиральном вентиляторе, содержащем корпус, элементы статора и ротора электромотора, рабочее тело, установленное в корпусе с возможностью вращения, согласно изобретению рабочее тело имеет форму конуса, а внутри рабочего тела выполнено по меньшей мере одно отверстие, расположенное по конусной спирали. Рабочее тело может быть дополнительно оснащено захватами и направляющими и устанавливаться с возможностью осуществления вращения как по часовой стрелке, так и против часовой стрелки. А отверстия могут располагаться на различном расстоянии от центра, формируя несколько рядов спирали, расположенных по кругу вокруг центра рабочего тела.
Частными случаями изготовления конструкции являются:
- Изменение параметров спиральных отверстий в плане изменения шага спирали, размера отверстий, угла наклона и т.д.;
- Применение количества отверстий и других элементов конструкции в количестве один и более;
- Применение захватов воздуха;
- Расположение спиральных отверстий на разных расстояниях от центра, что позволяет формировать несколько рядов спиралей в рабочем теле.
Краткое описание чертежей:
Фиг. 1 - Роторное исполнение вентилятора, вид со стороны максимального диаметра рабочего тела;
Фиг. 2 - Роторное исполнение вентилятора, вид со стороны минимального диаметра рабочего тела;
Фиг. 3 - Роторное исполнение вентилятора в разрезе;
Фиг. 4 - Конусное рабочее тело, 3Д вид;
Фиг. 5 - Конусное рабочее тело в разрезе;
Фиг. 6 - Конусное рабочее тело в разрезе с расположением спиральных отверстий на разных расстояниях от центра;
Фиг. 7 - Конусное рабочее тело с обратным потоком воздуха.
На изображениях спирального вентилятора указаны следующие элементы:
1. Корпус вентилятора со стойкой
2. Элементы статора расположенные в корпусе
3. Элементы ротора расположенные на рабочем теле
4. Конусное рабочее тело
5. Захват
6. Направляющая
7. Спиральные отверстия
8. Направление потока воздуха
9. Схематичное крепление на ось мотора.
Особенностью конструкции описываемого изобретения является рабочее тело (4) вентилятора выполненное в форме конуса. Причем рабочее тело имеет преимущественно гладкие края, что предотвращает травмирование при попадании части тела человека в зону действия рабочего тела (4). Применение именно конуса и расположенных внутри него спиральных отверстий (7) позволяет отказаться от классической схемы работы вентилятора при которой поток воздуха (8) не имеет четкой направленности.
Так, отверстия (7) расположенные в форме конусной спирали позволяют обеспечить направленный поток воздуха (8) под давлением при выходе воздуха со стороны минимального диаметра рабочего тела (4), что показано на фиг. 5.
А при обратном вращении рабочего тела (4), что показано на фиг. 7, поток воздуха (8) будет выходить со стороны максимального диаметра рабочего тела (4), что позволит распространить поток воздуха максимально в стороны и избежать чрезмерного давления потока воздуха (8). Такой вариант использования спирального вентилятора может быть применим, например, в системах кондиционирования для лучшего охлаждения (или нагрева) воздуха в помещении со снижением вероятности переохлаждения для человека, находящегося вблизи такой системы.
В целом спиральный вентилятор работает следующим образом:
На элементы статора (2) (и в зависимости от исполнения электромотора на элементы ротора (3)) подается электрический ток, что вызывает вращение элементов ротора (3) и закрепленного рабочего тела (4) в ту или иную сторону (по часовой стрелке или против часовой стрелки).
Вращение воздействует на воздух внутри спиральных отверстий (7) (подобно лопастям в вентиляторе классического типа, которые воздействуют на воздух в зоне своей работы), что приводит к движению воздушных потоков (8) от одного края рабочего тела (4) к другому в зависимости от направления вращения. При этом воздух засасывается с, например, стороны максимального диаметра рабочего тела (4) и выходит со стороны минимального диаметра рабочего тела, что обеспечивает дополнительное давление и направленность воздуха при выходе. Или наоборот, воздух входит в рабочее тело (4) со стороны минимального диаметра и выходит со стороны максимального, что обеспечивает снижение давления воздушных потоков (8) и максимальное распространение воздушных потоков (8).
В целях повышения эффективности работы конструкции могут дополнительно применяться захваты (5) или направляющие (6). Захваты
(5) располагаются на рабочем теле (4) со стороны максимального диаметра и предназначены для лучшего захвата воздуха внутрь рабочего тела (4) в спиральные отверстия (7) при вращении. А направляющие (6) предназначены для стабилизации потока воздуха (8) при выходе его со стороны минимального диаметра рабочего тела (4). При этом направляющие могут иметь углубление входящее вглубь рабочего тела (4), как указано на фиг. 6, предназначенное для сбора потоков воздуха (8) выходящих из разных спиральных отверстий (7).
Захваты (5) и направляющие (6) являются дополнительными, а не обязательными элементами конструкции.
Особенности изобретения:
1. Тип исполнения мотора вентилятора. В зависимости от модификации возможно изготовление спирального вентилятора трех типов:
1) С расположением электромотора за пределами рабочего тела. В этом случае рабочее тело (4) дополнительно оснащается креплением на ось мотора (9), которое схематично показано на фиг. 6. При этом элементы статора (2) и ротора (3) на рабочем теле (4) отсутствуют, а электромотор не входит внутрь рабочего тела (4).
2) С расположением электромотора в центральной части рабочего тела. При этом элементы статора (2) и элементы ротора (3) находятся в центральной части рабочего тела (4), в конусе который образуется внутренними гранями рабочего тела (4).
3) С расположением элементов ротора (3) на поверхности рабочего тела (4) которая образуется внешними гранями рабочего тела (4). Этот вариант исполнения конструкции показан на изображениях фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3 и выглядит наиболее эффективным, поскольку в зоне входа-выхода потоков воздуха (8) при таком исполнении будут отсутствовать дополнительные элементы наподобие электромотора или креплений.
2. Расположение спиральных отверстий (7) на разных расстояниях от центра рабочего тела (4) позволяет увеличить количество спиральных отверстий (7) и сформировать несколько рядов спиралей расположенных по кругу вокруг центра рабочего тела (4), что в свою очередь способствует увеличению площади соприкосновения с воздухом и повышает эффективность работы вентилятора. Данный вариант модификации указан на фиг. 6. При этом каждое спиральное отверстие (7) может иметь собственный захват (5) и общую направляющую (6) с углублением для сбора воздушных потоков от разных спиральных отверстий (7).
3. Рабочее тело (4) имеет гладкую поверхность и не имеет выступающих опасных частей за исключением случаев, когда оно оборудовано захватами (5), что позволяет исключить вероятность травмирования человека в случае если часть тела человека попадет в зону работы рабочего тела (4).
Заявленный результат достигается с помощью применения рабочего тела с гладкой поверхностью и без выступающих элементов или частей, при этом направленная подача воздуха достигается сбором воздушных потоков в центр рабочего тела и в направляющую (при ее наличии), а максимальный охват объема воздуха достигается при обратном вращении рабочего тела при выходе потоков воздуха со стороны максимального диаметра рабочего тела.