Wentylator (narzędzie)

Wentylator ręczny.

Wentylator jest urządzeniem służącym do wywoływania przepływu powietrza i na ogół wykonanym z szerokich, płaskich powierzchni, które obracają się lub oscylują. Najczęstsze zastosowania wentylatorów to komfort cieplny, wentylacja, transport gazów do celów przemysłowych. Najprostszym rodzajem wentylatorów są liście lub płaskie obiekty, falujące w celu wytworzenia bardziej komfortowej atmosfery.

Typowe zastosowania obejmują dekoracje, kontrolę klimatu, systemy chłodzenia, osobiste generowanie wiatru (takie jak elektryczny wentylator stołowy), wentylację (jak wentylator wyciągowy), przewietrzanie (takie jak oddzielanie plew z ziaren zbóż), usuwanie kurzu (jak ssanie w odkurzaczu), suszenie (zwykle jako dodatek do ciepła) i zapewnienie ciągu dla ognia. Powszechne jest również używanie wentylatorów elektrycznych jako odświeżaczy powietrza, poprzez przymocowanie arkuszy zmiękczacza tkanin do obudowy ochronnej. Powoduje to przenikanie zapachu do otaczającego powietrza.

Domowy wentylator elektryczny.

Historia

Etymologia

W języku staroangielskim „fann” odnosiło się do kosza lub łopaty do przewietrzania, czyli oddzielania plew od ziarna za pomocą prądu powietrza. Była to pożyczka z łacińskiego słowa „vannus”, słowa o tym samym znaczeniu, pochodzącego od „ventus” („wiatr”) lub pokrewnego korzenia (takiego jak „vates”). W znaczeniu „urządzenie do poruszania powietrza” słowo to jest po raz pierwszy poświadczone w 1390 r., a wersja ręczna jest po raz pierwszy odnotowana w 1555 r.

Starożytne

XIX-wieczne przedstawienie starożytnych egipskich wachlarzy i innych przedmiotów.

Historia wachlarzy sięga tysięcy lat wstecz. Od starożytności wachlarze pełniły podwójną funkcję – symbolu statusu i użytecznej ozdoby. W trakcie swojego rozwoju, wachlarze były wykonywane z różnych materiałów i często zawierały dekoracyjne dzieła sztuki. Najprostsze wachlarze to liście lub płaskie przedmioty, którymi wymachiwano w celu wytworzenia chłodniejszej atmosfery. Te sztywne lub składane ręczne narzędzia były używane do chłodzenia, do cyrkulacji powietrza, jako urządzenia ceremonialne i jako dodatki do stroju na całym świecie od czasów starożytnych. Są one nadal szeroko stosowane.

Najwcześniejsze znane wentylatory nazywane są „wentylatorami ekranowymi” lub „wentylatorami o stałych liściach”. Były one manipulowane ręcznie w celu chłodzenia ciała, wytwarzania bryzy i odstraszania owadów. Takie wczesne wentylatory zazwyczaj miały formę liści palmowych. Niektóre z najwcześniejszych znanych wachlarzy pochodzą z egipskich grobowców. Wcześni Asyryjczycy i Egipcjanie zatrudniali niewolników i służących do manipulowania wachlarzem. Na reliefach egipskich wachlarze były typu sztywnego. Grobowiec Tutanchamona posiadał złote wachlarze ze strusimi piórami, pasujące do przedstawień na ścianach grobowca. Wachlarze o długich rączkach, w kształcie dysku, noszone były przez służbę w czasach starożytnych i związane były z ceremoniami królewskimi i religijnymi. Miały uchwyty lub kije przymocowane do sztywnego liścia lub do piór.

Plumage ptaków był używany w wentylatory, takie jak te z Egipcjan i Indian Native American, zarówno dla celów praktycznych i ceremonialnych. W starożytnych Amerykach, kultury Azteków, Majów i Ameryki Południowej używały piór ptaków w swoich wentylatorach. Wśród azteckich wachlarzy znajdowały się przedstawienia kupców w ilustracjach dotyczących handlu. Użycie różnych rodzajów piór w tych wachlarzach miało konotacje religijne. Lud Paracas z Ameryki Południowej (współczesne Peru) pozostawił liczne przykłady starożytnych wachlarzy z piór wśród swoich mumii. W Indiach, Hindi termin dla wentylatora jest pankha (pochodna „pióra” lub „skrzydło ptaka”).

Pictorial dowody zapisy, że Grecy, Etrusków, i Rzymianie używane wentylatory jako chłodzenia i urządzeń ceremonialnych. W Grecji, płótno było rozciągnięte na ramy w kształcie liści. W Rzymie używano złoconych i malowanych drewnianych wachlarzy. Rzymskie damy w całym imperium używały okrągłych wachlarzy. Chińskie źródła wiążą wachlarz z postaciami mitycznymi i historycznymi.

Azja

Dwunastowieczne przedstawienie japońskiego wachlarza składanego.

Pięć wachlarzy Hokusai.

Wachlarze były często symbolem statusu społecznego na Dalekim Wschodzie; osoby nosiły określone wachlarze zgodnie z ich płcią i statusem. Na przykład, Akomeogi (lub japoński składany wentylator; Hiôgi), pochodzący z szóstego wieku, były wentylatory trzymane przez arystokratów okresu Heian, gdy formalnie ubrany. Wykonywano je poprzez wiązanie cienkich pasków drewna hinoki (lub cyprysu japońskiego) razem z nicią. Liczba pasków drewna różniła się w zależności od rangi osoby.

Wariacje tego składanego wentylatora zostały następnie podjęte Chiny w dziewiątym wieku. Weszła ona w modę podczas dynastii Ming w latach 1368 – 1644, a Hangzhou stało się centrum produkcji składanych wentylatorów. Wentylatory Akomeogi są dziś używane przez kapłanów Shinto w formalnych strojach i w formalnych strojach japońskiego dworu (można je zobaczyć używane przez cesarza i cesarzową podczas koronacji i ślubu) i są jasno malowane z długimi frędzlami.

W Chinach, wentylatory ekranowe były bardziej tradycyjnie bardziej powszechne i używane w całym społeczeństwie. Najwcześniejsze znane chińskie wentylatory to para tkanych bambusowych wentylatorów z boku od drugiego wieku p.n.e.. Chiński znak oznaczający „wentylator” (扇) pochodzi etymologicznie od obrazu piór pod dachem. Chiński stały wachlarz, pien-mien, oznacza „mieszać powietrze”. Drukowane liście wachlarza i malowane wachlarze są wykonywane na papierowym podłożu. Papier był pierwotnie wykonany ręcznie i posiadał charakterystyczne znaki wodne. Maszynowo robione papierowe wachlarze, wprowadzone w dziewiętnastym wieku, są gładsze z równą teksturą.

Chiński tańczący wachlarz został opracowany w siódmym wieku, a zarządzanie wachlarzem stało się wysoko cenioną sztuką kobiecą. Chińska forma ręcznego wachlarza była rzędem piór zamontowanych na końcu uchwytu. Mai Ogi (lub chiński wachlarz taneczny) ma dziesięć pałeczek i grubą papierową oprawę przedstawiającą herb rodzinny. Chińscy malarze wykonali wiele wzorów dekoracji wachlarzy. Listwy, z kości słoniowej, kości, miki, masy perłowej, drewna sandałowego lub skorupy żółwia, były rzeźbione i pokrywane papierem lub tkaniną. Składane wentylatory mają „montures”, które są laski i strażników. Liście są zwykle malowane przez rzemieślników.

Wachlarze były również używane jako broń – nazywane żelaznym wachlarzem, lub tiě shān w języku chińskim, tessen w języku japońskim, używane przez wojowników samurajskich do sygnałów bojowych, również jako śmiertelna broń w walce wręcz. Proste japońskie papierowe wachlarze są czasami znane jako „hariseny”. W japońskiej obecnej popkulturze, hariseny są często przedstawiane w animacjach i powieściach graficznych jako broń. Składane wachlarze (japoński „sensu”, chiński: „shān zi”) nadal są ważnymi symbolami kulturowymi i popularnymi pamiątkami turystycznymi w Azji Wschodniej.

Europa

Przedstawienie osiemnastowiecznego składanego wachlarza z francuskimi wzorami projektowymi.

W Europie, podczas średniowiecza, wachlarz był nieobecny. Najwcześniejszym wachlarzem na Zachodzie jest flabellum (lub wachlarz ceremonialny), który pochodzi z VI wieku. Wachlarze ręczne zostały ponownie wprowadzone do Europy w XIII i XIV wieku. Wachlarze z Bliskiego Wschodu zostały przywiezione przez krzyżowców. W XV wieku portugalscy kupcy przywieźli do Europy wachlarze z Chin i Japonii. Wentylatory stały się ogólnie popularne.

W 1600 roku składany wentylator, wprowadzony z Chin, stał się popularny w Europie. Wachlarze te są szczególnie dobrze wyeksponowane na portretach wysoko urodzonych kobiet tej epoki. Królowa Anglii Elżbieta I może być postrzegana jako nosząca zarówno składane wachlarze ozdobione pomponami na swoich pałeczkach, jak i sztywne wachlarze w starszym stylu, zwykle ozdobione piórami i klejnotami. Te sztywne wentylatory styl często wisiały od spódnic pań, ale z fanów tej epoki jest tylko bardziej egzotyczne składane te, które przetrwały. Składane wachlarze z XV wieku, które można dziś znaleźć w muzeach, mają albo skórzane listki z wyciętymi wzorami tworzącymi koronkowy wzór, albo bardziej sztywne listki z inkrustacjami z bardziej egzotycznych materiałów, takich jak mika. Jedną z cech charakterystycznych tych wachlarzy są dość prymitywne kościane lub wykonane z kości słoniowej pałeczki oraz sposób, w jaki skórzane listki są często wpinane w pałeczki, a nie przyklejane, jak w przypadku późniejszych wachlarzy składanych. Jednak pomimo stosunkowo prymitywnych metod konstrukcji, składane wachlarze były w tej epoce o wysokim statusie, egzotyczne przedmioty na równi z wyszukanymi rękawiczkami jako prezenty dla rodziny królewskiej.

W XVII wieku sztywny wachlarz, który był widoczny na portretach z poprzedniego stulecia, wypadł z łask, ponieważ składane wachlarze zyskały dominację w Europie. Wachlarze zaczęły prezentować dobrze malowane liście, często o tematyce religijnej lub klasycznej. Na odwrotnej stronie tych wczesnych wachlarzy zaczęto również umieszczać wyszukane wzory kwiatowe. Laski są często gładkie z kości słoniowej lub skorupy żółwia, czasami inkrustowane złotem lub pique. Sposób w jaki pałeczki siedzą blisko siebie, często z niewielką lub żadną przestrzenią między nimi jest jedną z cech wyróżniających wachlarze z tej epoki.

W 1685 roku edykt z Nantes został odwołany we Francji. Spowodowało to masową emigrację z Francji do okolicznych krajów protestanckich (takich jak Anglia) wielu rzemieślników zajmujących się wyrobem wachlarzy. To rozproszenie umiejętności jest odzwierciedlone w rosnącej jakości wielu wachlarzy pochodzących z tych niefrancuskich krajów po tej dacie.

W XVIII wieku wachlarze osiągnęły wysoki stopień artyzmu i były wykonywane w całej Europie często przez wyspecjalizowanych rzemieślników, albo w liściach albo w laskach. Składane wachlarze z koronki, jedwabiu, czy pergaminu były zdobione i malowane przez artystów. W tym czasie wachlarze były również importowane z Chin przez Kompanie Wschodnioindyjską. Około połowy 1700 roku, wynalazcy zaczęli projektować wentylatory mechaniczne. Wentylatory na wiatr (podobne do zegarów na wiatr) były popularne w latach 1700. W XIX wieku na Zachodzie, europejska moda spowodowała, że dekoracja wentylatora i jego rozmiar były różne.

Mówi się, że na dworach Anglii, Hiszpanii i gdzie indziej wentylatory były używane w mniej lub bardziej tajnym kodzie. Te języki fanów były sposobem na radzenie sobie z ograniczającą etykietą społeczną. Obecnie jest to wykorzystywane do marketingu przez producentów wentylatorów takich jak Duvelleroy w Londynie.

Rozwój mechaniczny

Pierwszym zarejestrowanym wentylatorem mechanicznym był wentylator punkah używany na Bliskim Wschodzie w latach 1500. Miał on ramę pokrytą płótnem, która była zawieszona pod sufitem. Servants, known as punkah wallahs, pulled a rope connected to the frame to move the fan back and forth.

Patent drawing for a Fan Moved by Mechanism, 27 November 1830.

The Industrial Revolution in the late 1800s introduced belt-driven fans powered by factory waterwheels. Przymocowanie drewnianych lub metalowych łopatek do wałów napowietrznych, które były używane do napędu maszyn, pierwsze wentylatory przemysłowe zostały opracowane. Jeden z pierwszych działających wentylatorów mechanicznych został zbudowany przez A. A. Sablukova w 1832 roku. Swój wynalazek – rodzaj wentylatora odśrodkowego – nazwał „pompą powietrzną”. Wentylatory odśrodkowe były z powodzeniem testowane w kopalniach węgla i fabrykach w latach 1832-1834. Kiedy Thomas Edison i Nikola Tesla wprowadzili energię elektryczną w późnych latach 1800 i wczesnych 1900 dla społeczeństwa, wprowadzono osobisty wentylator elektryczny. W latach 1882-1886 dr Schuyler Skaats Wheeler opracował dwułopatkowy wentylator biurkowy, rodzaj osobistego wentylatora elektrycznego. Był on komercyjnie sprzedawany przez amerykańską firmę Crocker & Curtis electric motor company. W 1882 r. Philip H. Diehl wprowadził elektryczny wentylator sufitowy. Diehl jest uważany za ojca nowoczesnego wentylatora elektrycznego. Pod koniec XIX wieku wentylatory elektryczne były używane tylko w placówkach handlowych lub w zamożnych gospodarstwach domowych. Wentylatory konwekcyjne napędzane alkoholem, olejem lub naftą były powszechne na przełomie XX i XXI wieku.

W latach dwudziestych XX wieku, postępy przemysłowe pozwoliły na masową produkcję stali w różnych kształtach, obniżając ceny wentylatorów i pozwalając większej liczbie właścicieli domów na ich zakup. W latach 30-tych XX wieku, pierwszy wentylator w stylu art deco został zaprojektowany. Przed tym wentylatorem, zwanym Srebrnym Łabędziem, większość domowych wentylatorów była dość prosta. W latach 50-tych wentylatory były produkowane w kolorach, które były jasne i przyciągające wzrok. Centralna klimatyzacja w latach 60-tych położyła kres złotej erze wentylatora elektrycznego. W latach 70-tych, wentylatory sufitowe w stylu wiktoriańskim stały się popularne.

W XX wieku, wentylatory stały się utylitarne. W latach 2000 estetyka wentylatorów stała się przedmiotem troski nabywców wentylatorów. Wentylator jest częścią codziennego życia w krajach Dalekiego Wschodu, Japonii i Hiszpanii (między innymi). Wentylatory elektryczne zostały w dużej mierze zastąpione przez klimatyzatory w gospodarstwach domowych i biurach, mimo że wentylatory elektryczne zużywają znacznie mniej energii niż klimatyzatory.

Urządzenia mechaniczne

Duży wentylator używany do wdmuchiwania świeżego powietrza do kopalni węgla w Wirginii.

Mechanicznie, wentylator może być dowolną obracającą się łopatką lub łopatkami używanymi do wytwarzania prądów powietrza. Wentylatory wytwarzają strumienie powietrza o dużej objętości i niskim ciśnieniu, w przeciwieństwie do sprężarek gazowych, które wytwarzają wysokie ciśnienie przy stosunkowo niskiej objętości. Wentylatory są przydatne do przemieszczania dużych ilości powietrza, które najlepiej nadają się do takich zastosowań, jak przewietrzanie ziarna lub rozdmuchiwanie ognia, chłodzenie i wentylacja, a także w połączeniu ze źródłem ciepła do ogrzewania i suszenia. Łopatki wentylatora często obracają się pod wpływem strumienia powietrza, a urządzenia, które to wykorzystują, takie jak anemometry i turbiny wiatrowe często mają konstrukcje podobne do wentylatora.

Mechaniczne wentylatory z obrotowymi łopatkami są wykonane w szerokiej gamie wzorów. W domu można znaleźć wentylatory, które mogą być umieszczone na podłodze lub stole, lub zawieszone na suficie, lub są wbudowane w okno, ścianę, dach, komin, itp. Można je znaleźć w systemach elektronicznych, takich jak komputery, gdzie chłodzą obwody wewnątrz, a także w urządzeniach takich jak suszarki do włosów i ogrzewacze pomieszczeń. Są one również wykorzystywane do chłodzenia w systemach klimatyzacyjnych oraz w silnikach samochodowych, gdzie są napędzane przez paski lub silnik bezpośredni. Wentylatory wytwarzają chłód wiatru, ale nie obniżają temperatur bezpośrednio.

Typy

Wentylator osiowy prądu stałego 80 mm

Są trzy główne typy wentylatorów używanych do przemieszczania powietrza: osiowe, odśrodkowe (zwane również promieniowymi) i o przepływie krzyżowym (zwane również stycznymi). Wentylatory o przepływie osiowym mają łopatki, które zmuszają powietrze do ruchu równoległego do wału, wokół którego obracają się łopatki. Wentylatory osiowe wydmuchują powietrze w poprzek osi wentylatora, liniowo, stąd ich nazwa. Jest to najczęściej używany typ wentylatora i ma wiele zastosowań, począwszy od małych wentylatorów chłodzących dla elektroniki, a skończywszy na olbrzymich wentylatorach używanych w tunelach aerodynamicznych.

Wentylator odśrodkowy ma ruchomy element (zwany wirnikiem), który składa się z centralnego wału, wokół którego zestaw łopatek tworzy spiralny wzór. Wentylatory odśrodkowe wdmuchują powietrze pod kątem prostym do wlotu wentylatora, i wirują (odśrodkowo) powietrze na zewnątrz do wylotu. Wirnik obraca się, powodując, że powietrze wchodzi do wentylatora w pobliżu wału i przemieszcza się prostopadle od wału do otworu w obudowie wentylatora w kształcie spirali. Wentylator odśrodkowy wytwarza większe ciśnienie dla danej objętości powietrza i jest używany tam, gdzie jest to pożądane, np. w dmuchawach do liści, nadmuchiwania materacy powietrznych i do różnych celów przemysłowych. Są one zazwyczaj bardziej hałaśliwe niż porównywalne wentylatory osiowe.

Wentylator poprzeczny ma wirnik klatkowy (wirnik z wydrążonym środkiem i łopatkami wentylatora osiowego wzdłuż obwodu). Wentylatory styczne pobierają powietrze wzdłuż obwodu wirnika i wydalają je przez wylot w sposób podobny do wentylatora odśrodkowego. Wentylatory poprzeczne wytwarzają równomierny strumień powietrza na całej szerokości wentylatora i są bardzo ciche w działaniu. Są one stosunkowo nieporęczne, a ciśnienie powietrza jest niskie. Wentylatory poprzeczne są często stosowane w klimatyzatorach, samochodowych systemach wentylacyjnych oraz do chłodzenia średniej wielkości urządzeń, takich jak kserokopiarki. Działanie wentylatora lub dmuchawy powoduje ciśnienie nieco powyżej atmosferycznego, które są nazywane „plenum.”

Wentylatory zazwyczaj idą w parze z silnikami elektrycznymi. Słaby moment obrotowy silnika elektrycznego przy niskiej prędkości i potężny moment obrotowy przy wysokiej prędkości są naturalnym odpowiednikiem obciążenia wentylatora. Wentylatory są często podłączone bezpośrednio do wyjścia silnika, bez potrzeby stosowania przekładni lub pasów. Silnik elektryczny jest albo ukryty w piaście centralnej wentylatora, albo wysuwa się za nią. Dla dużych wentylatorów przemysłowych powszechnie stosowane są 3-fazowe silniki asynchroniczne. Mniejsze wentylatory są często napędzane silnikami prądu przemiennego z cieniowanym biegunem, szczotkowymi lub bezszczotkowymi silnikami prądu stałego. Wentylatory zasilane prądem przemiennym zazwyczaj wykorzystują napięcie sieciowe, natomiast wentylatory zasilane prądem stałym wykorzystują niskie napięcie, zazwyczaj 24 V, 12 V lub 5 V. Wentylatory chłodzące do sprzętu komputerowego używają wyłącznie bezszczotkowych silników prądu stałego, które wytwarzają znacznie mniej zakłóceń elektromagnetycznych.

W maszynach, które mają już silnik, wentylator jest często podłączony do niego, zamiast być zasilany niezależnie. Jest to powszechnie spotykane w samochodach, dużych układach chłodzenia i maszynach do przewietrzania.

  • Wentylator stołowy

Podstawowe elementy typowego wentylatora stołowego obejmują łopatkę wentylatora, podstawę, twornik i przewody prowadzące, silnik, osłonę łopatki, obudowę silnika, przekładnię oscylatora i wał oscylatora. Oscylator jest mechanizmem, który porusza wentylatorem z boku na bok. Oś wychodzi z obu końców silnika, jeden koniec osi jest przymocowany do łopatki, a drugi do przekładni oscylatora. Obudowa silnika łączy się z przekładnią i zawiera wirnik i stojan. Wał oscylatora łączy się z ważoną podstawą i przekładnią. Obudowa silnika osłania mechanizm oscylatora. Osłona łopatek łączy się z obudową silnika dla bezpieczeństwa.

Wśród kolektorów, wentylatory elektromechaniczne są oceniane w zależności od ich stanu, rozmiaru, wieku i liczby łopatek. Najczęściej spotykane są konstrukcje czterołopatkowe. Pięciołopatkowe lub sześciołopatkowe konstrukcje są rzadkie. Materiały, z których wykonane są komponenty, takie jak mosiądz, są ważnymi czynnikami w pożądaniu wentylatora.

  • Wentylator sufitowy

Wentylator sufitowy z oświetleniem.

Wentylator zawieszony pod sufitem pomieszczenia to wentylator sufitowy.

  • Wentylator zasilany energią słoneczną

Wentylatory elektryczne stosowane do wentylacji mogą być zasilane panelami słonecznymi zamiast prądem sieciowym. Jest to atrakcyjna opcja, ponieważ po pokryciu kosztów inwestycyjnych paneli słonecznych, powstająca energia elektryczna jest darmowa. Ponadto energia elektryczna jest zawsze dostępna, gdy świeci słońce, a wentylator musi działać.

Typowy przykład wykorzystuje wolnostojący panel słoneczny o mocy 10 W, 12×12 cali (30×30 cm) i jest dostarczany z odpowiednimi wspornikami, kablami i złączami. Może być używany do wentylacji do 1250 stóp kwadratowych (100 m²) powierzchni i może przemieszczać powietrze z prędkością do 800 stóp sześciennych na minutę (400 L/s). Ze względu na szeroką dostępność 12 V bezszczotkowych silników elektrycznych prądu stałego i wygodę okablowania tak niskiego napięcia, takie wentylatory zwykle działają na 12 V.

Odłączony panel słoneczny jest zwykle instalowany w miejscu, które dostaje najwięcej światła słonecznego, a następnie podłączony do wentylatora zamontowanego tak daleko, jak 20 do 25 stóp (6 do 7 m) od niego. Inne zamontowane na stałe i małe przenośne wentylatory zawierają zintegrowany (nie odłączany) panel słoneczny.

Wentylator turbiny gazowej

Sprężarka niskiego ciśnienia w silniku turbofan jest często nazywana wentylatorem. Zazwyczaj jednostki te pochłaniają tysiące koni mechanicznych, których moc jest dostarczana przez rozprężanie gorących gazów spalinowych przez turbinę niskociśnieniową.

  • Wentylator przedni

Wentylator jest zazwyczaj umieszczony z przodu turbomaszyny, bezpośrednio za wlotem powietrza.

Nowoczesne cywilne turbowentylatory mają zazwyczaj pojedynczy stopień wentylatora, czyli rząd obracających się łopatek wirnika, po którym następuje rząd nieruchomych łopatek kierujących wylotem (lub stojanów).

Turbowentylatory wojskowe (wentylatory montowane w samolotach bojowych) zwykle mają dwa lub więcej stopni wentylatora, przy czym pierwszym stopniem jest zwykle wirnik, po którym następuje zespół stojana.

  • Wentylator rufowy

Kilka turbowentylatorów posiada wentylator rufowy, w którym łopatki wirnika wentylatora są zamontowane promieniowo na zewnątrz łopatek wirnika turbiny (LP). Dzięki temu nie ma potrzeby stosowania wału (LP). We wczesnym przykładzie, General Electric przykręcił zespół wentylatora/turbiny do tylnej części turboodrzutowca J79, aby przekształcić go w turbowentylator CJ805.

Niezwykły silnik turbowentylatorowy General Electric CF700 został również opracowany jako silnik z wentylatorem rufowym o współczynniku obejścia 2,0. Wywodził się on z T-38 Talon i Learjet General Electric J85/CJ610turbojet (2,850 lbf lub 12,650 N) do napędzania większych samolotów Rockwell Sabre 75/80 w wersji Sabreliner, a także Dassault Falcon 20 z około 50-procentowym wzrostem ciągu (4,200 lbf lub 18,700 N). CF700 był pierwszym małym turbowentylatorem na świecie, który uzyskał certyfikat Federalnej Administracji Lotnictwa. Obecnie na całym świecie eksploatowanych jest ponad 400 samolotów CF700, które mają za sobą ponad 10 milionów godzin pracy. Silnik turbowentylatorowy CF700 był również wykorzystywany do szkolenia astronautów zmierzających na Księżyc w ramach projektu Apollo, jako jednostka napędowa pojazdu badawczego do lądowania na Księżycu (Lunar Landing Research Vehicle, LLRV).

Demonstrator bezzałogowego wentylatora (UDF) GE36 wykorzystał podobny układ do przekształcenia turbowentylatora o mieszanym układzie wylotowym F404 w propfan.

  • Wentylator naddźwiękowy

Wcześniejsze wentylatory turbin gazowych obracały się z prędkościami poddźwiękowymi, aby uniknąć generowania fal uderzeniowych w strumieniu powietrza. Nowoczesne wentylatory, jednakże, często obracają się z naddźwiękowymi prędkościami końcówki i wykorzystują fale uderzeniowe. Niektóre zaawansowane konstrukcje mogą generować stosunek ciśnień większy niż 2.2:1 w pojedynczym stopniu, chociaż 1.8:1 jest bardziej typowe.

  • Supersoniczny wentylator przelotowy

Ale wentylatory naddźwiękowe obracają się z naddźwiękową prędkością końcówki, przepływ osiowy jest poddźwiękowy. Jednakże, niektóre urządzenia eksperymentalne zademonstrowały naddźwiękowy przepływ osiowy. Wszystkie linie prędkości na wynikowej mapie wentylatora (lub charakterystyce) są praktycznie poziome, w przeciwieństwie do tych w bardziej konwencjonalnych jednostkach.

  • Wentylator o zmiennym skoku

Kilka demonstracyjnych silników turbowentylatorowych o ultrawysokim współczynniku przelotowym (takich jak SNECMA M45SD-02, silnik wewnątrz Rolls-Royce’a) posiada wentylatory o zmiennym skoku, podobnie jak śmigła o zmiennym skoku w silniku turbośmigłowym. Zmiana skoku łopat wirnika poprawia obsługę niskich prędkości lotu przez zespół wentylatorów o niskim stosunku ciśnień, bez potrzeby uciekania się do dysz o zmiennej powierzchni zimnego lub mieszanego przepływu. Odwrotny ciąg do zerowej prędkości samolotu jest również praktyczny.

  • Wentylator o zmiennej geometrii

Niektóre wielostopniowe wentylatory o wysokim stosunku ciśnień w wojskowych silnikach turbowentylatorowych (takich jak F404) zawierają zmienną geometrię. Zmienność ta jest zwykle ograniczona do łopatek kierujących wlotem. Chociaż krawędź wiodąca łopatki jest statyczna, zawias typu fortepianowego pozwala na regulację nachylenia krawędzi spływu, aby przekierować strumień powietrza na pierwszy wirnik. VIGV’s zwiększają margines przepięcia wentylatora w średnim obszarze przepływu.

  • Propfan

Niektóre turbowentylatory o bardzo wysokim współczynniku przelotowym rezygnują z gondoli wentylatora i mają nie przewodzący wirnik wentylatora. Łopatki wentylatora, które przypominają sztylety, są specjalnie ukształtowane, aby pracować wydajnie przy prędkościach lotu do około Mach 0.75. General Electric zademonstrował silnik propfan, zwany GE36 UDF, w latach 80-tych XX wieku.

  • Wentylator nawisowy

Turboodrzutowce i wczesne turbowentylatory wykorzystywały łopatki kierujące wlotu do podtrzymywania przedniego łożyska zespołu sprężarki/wirnika wentylatora (LP). Obecnie wentylatory stosowane w silnikach turbowentylatorowych mają często konstrukcję wysięgnikową, w której wirnik wentylatora jest wysunięty do przodu, poza łożysko przednie. Ułatwia to usunięcie łopatek kierujących na wlocie. W konsekwencji, łopatki wirnika wentylatora są pierwszymi aerofoilami napotykanymi przez strumień powietrza silnika.

  • Wentylator z wypustkami

Przed wprowadzeniem łopatek wentylatora o szerokim cięciwie, łopatki wentylatora montowane w silnikach turbofanowych często posiadały wypustki. Są to wypukłości, które wystają pod kątem prostym do profilu aerodynamicznego wentylatora, gdzieś pomiędzy środkiem rozpiętości a końcem łopatki. Snubbery na sąsiednich łopatkach wentylatora przylegają do siebie, w sensie obwodowym, i poprawiają charakterystykę drgań łopatki.

Sznurowanie drutem (np. Pegasus) jest alternatywnym podejściem.

  • Wentylator o szerokiej cięciwie

Jak można się spodziewać, snubbery zmniejszają sprawność aerodynamiczną aerodynamicznych wentylatorów. Rolls-Royce był pionierem bardziej efektywnej alternatywy: łopatki wentylatora o szerokiej cięciwie. Zwiększona cięciwa łopatki (tj. szerokość) jest używana do poprawy charakterystyki wibracji.

Szerokie cięciwy po raz pierwszy weszły do użytku w RB311-535E4 dla Boeinga 757 w 1984 roku i od tego czasu są cechą charakterystyczną rodziny silników RB211/Trent/V2500. Potencjalny wzrost masy jest zwykle kompensowany przez wydrążenie łopatek. Inni producenci silników wprowadzili obecnie wentylatory o szerokiej cięciwie.

  • Wentylator wirnikowy

Producenci silników zaczynają wprowadzać tzw. wirnikowe łopatki wentylatora, co powinno przynieść korzyści w zakresie sprawności aerodynamicznej i hałasu.

Inne rodzaje wentylatorów

Silnik Forda Cologne V6, z wentylatorem po lewej stronie.

  • W nagrzewnicy wentylatorowej wentylator (lub dmuchawa) wdmuchuje chłodne powietrze obok elementu grzejnego, ogrzewając powietrze (konwekcja wymuszona). Posiada on koło wentylatora z łopatkami zamocowanymi na obracającym się wale zamkniętym w obudowie lub komorze, w celu wytworzenia podmuchu powietrza (podmuch wentylatora) do celów kuźniczych.
  • Japoński wentylator wojenny jest bronią wykonaną tak, aby wyglądała jak składany wentylator.
  • W samochodach, wentylator mechaniczny, napędzany za pomocą paska i koła pasowego z wału korbowego silnika, lub wentylator elektryczny włączany/wyłączany przez przełącznik termiczny jest używany do dmuchania lub zasysania powietrza przez chłodnicę wypełnioną płynem chłodzącym, aby zapobiec przegrzaniu silnika.
  • Wentylator jest również małą łopatką lub żaglem, który jest używany do utrzymywania dużego żagla wiatraka smokowego zawsze w kierunku wiatru.

Zobacz także

  • Wentylator odśrodkowy
  • Wentylator komputerowy
  • Śmierć wentylatora
  • Muzeum Wentylatorów w Greenwich (Greenwich, London)
  • Wymiennik ciepła
  • Turbina
  • Wentylator w całym domu
  • Turbina wiatrowa
  • Windmill
  • Windmill
  • Windowentylator okienny

All links retrieved March 26, 2017.

Wachlarze ręczne

  • The Fan Circle International – towarzystwo charytatywne założone w celu promowania zainteresowania i wiedzy o wachlarzu.
  • Fan Association of North America.
  • La Place de l’Eventail – historia wachlarzy; tekst w większości w języku francuskim.
  • Galerie Le Curieux, Paris – zdjęcie wachlarzy z XVII-XIX wieku, a także współczesnych, wachlarzy w stylu art deco; tekst w języku francuskim.
  • Wentylatory w XVI i XVII wieku.

Wentylatory sufitowe

  • Jak zainstalować wentylatory sufitowe.

Credits

New World Encyclopedia writers and editors rewrote and completed the Wikipedia articlein accordance with New World Encyclopedia standards. Ten artykuł jest zgodny z warunkami licencji Creative Commons CC-by-sa 3.0 License (CC-by-sa), która może być używana i rozpowszechniana z odpowiednim przypisaniem. Uznanie autorstwa jest należne zgodnie z warunkami tej licencji, która może odnosić się zarówno do współpracowników New World Encyclopedia, jak i bezinteresownych wolontariuszy Wikimedia Foundation. Aby zacytować ten artykuł, kliknij tutaj, by zapoznać się z listą akceptowanych formatów cytowania.Historia wcześniejszego wkładu wikipedystów jest dostępna dla badaczy tutaj:

  • Historia „Wentylator (narzędzie)”

Historia tego artykułu od momentu zaimportowania go do New World Encyclopedia:

  • Historia „Wentylator (narzędzie)”

Uwaga: Pewne ograniczenia mogą dotyczyć użycia pojedynczych obrazów, które są osobno licencjonowane.

.

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany.