Ventilator (werktuig)

Ventilator (werktuig)

Een ventilator is een apparaat dat wordt gebruikt om een luchtstroom op gang te brengen en dat in het algemeen bestaat uit brede, platte oppervlakken die ronddraaien of oscilleren. De meest voorkomende toepassingen van ventilatoren zijn comfort, ventilatie, of gastransport voor industriële doeleinden. De eenvoudigste soort ventilatoren zijn bladeren of platte voorwerpen, die worden rondgedraaid om een comfortabelere atmosfeer te produceren.

Typische toepassingen zijn sierversieringen, klimaatbeheersing, koelsystemen, persoonlijke windgeneratie (zoals een elektrische tafelventilator), ventilatie (zoals een afzuigventilator), uitwissen (zoals het scheiden van kaf van graankorrels), stof verwijderen (zoals het aanzuigen in een stofzuiger), drogen (gewoonlijk naast warmte) en om tocht te verschaffen voor een vuur. Het is ook gebruikelijk om elektrische ventilatoren als luchtverfrissers te gebruiken, door wasverzachtervellen aan de beschermende behuizing te bevestigen. Hierdoor wordt de geur in de omringende lucht gebracht.

Geschiedenis

Etymologie

In het Oud-Engels verwees “fann” naar een mand of schop voor het zeven, oftewel het scheiden van het kaf van het graan door middel van een luchtstroom. Het was een lening van het Latijnse woord “vannus”, een woord met dezelfde betekenis, afgeleid van “ventus” (“wind”) of een verwante wortel (zoals “vates”). In de betekenis van “apparaat om lucht te verplaatsen” wordt het woord voor het eerst vermeld in 1390, de hand-held versie in 1555.

Ancient

De geschiedenis van waaiers gaat duizenden jaren terug. Sinds de oudheid hebben waaiers een dubbele functie – statussymbool en nuttig ornament. In de loop van hun ontwikkeling zijn waaiers gemaakt van verschillende materialen en vaak voorzien van decoratieve kunstwerken. De eenvoudigste waaiers zijn bladeren of platte voorwerpen, waarmee wordt gezwaaid om een koelere atmosfeer te scheppen. Deze stijve of uitklapbare handwerktuigen zijn sinds de oudheid in de hele wereld gebruikt voor verkoeling, voor luchtcirculatie, als ceremonieel hulpmiddel en als sartoriaal accessoire. Zij worden nog steeds op grote schaal gebruikt.

De vroegst bekende ventilatoren worden “schermventilatoren” of “vaste bladventilatoren” genoemd. Deze werden met de hand gemanipuleerd om het lichaam af te koelen, een briesje te produceren, en insecten te weren. De eerste waaiers hadden meestal de vorm van palmbladeren. Enkele van de vroegst bekende waaiers zijn afkomstig uit Egyptische graven. De vroege Assyriërs en Egyptenaren gebruikten slaven en bedienden om de waaier te bedienen. In Egyptische reliëfs waren de waaiers van het stijve type. Toetanchamons graftombe bezat gouden waaiers met struisvogelveren, die overeenkwamen met de afbeeldingen op de grafmuren. Waaiers met een lang handvat en de vorm van een schijf werden in de oudheid gedragen door bedienden en werden geassocieerd met koninklijke en religieuze ceremonies. Zij hadden handvatten of stokken die aan een stijf blad of aan veren waren bevestigd.

Vogelveren werden gebruikt in waaiers, zoals die van de Egyptenaren en de Indianen van Amerika, zowel voor praktisch als voor ceremonieel gebruik. In de oude Amerika’s gebruikten de Azteken, Maya’s en Zuid-Amerikaanse culturen vogelveren in hun waaiers. Onder de Azteekse waaiers bevonden zich afbeeldingen van kooplieden in afbeeldingen van ambachten. Het gebruik van verschillende soorten veren in deze waaiers had een religieuze connotatie. Het Paracas-volk in Zuid-Amerika (het huidige Peru) heeft talrijke voorbeelden nagelaten van oude waaiers met veren tussen hun mummies. In India is de Hindi term voor een waaier pankha (een afgeleide van “een veer” of “een vogelvleugel”).

Afbeeldingen tonen aan dat de Grieken, de Etrusken en de Romeinen waaiers gebruikten als koel- en ceremonieel instrument. In Griekenland werd linnen over bladvormige frames gespannen. In Rome werden vergulde en beschilderde houten waaiers gebruikt. Romeinse dames in het hele rijk gebruikten ronde waaiers. Chinese bronnen verbinden de waaier met mythische en historische figuren.

Azië

Vanen waren in het Verre Oosten vaak een symbool van sociale status; individuen droegen specifieke waaiers in overeenstemming met hun geslacht en status. Zo waren de Akomeogi (of Japanse vouwwaaier; Hiôgi), van oorsprong uit de zesde eeuw, waaiertjes die aristocraten uit de Heian-periode droegen wanneer zij formeel gekleed waren. Zij werden gemaakt door dunne stroken hinoki (of Japanse cipres) met draad aan elkaar te binden. Het aantal stroken hout verschilde naar gelang de rang van de persoon.

Variaties van deze vouwwaaier werden toen China in de negende eeuw. Hij kwam in zwang tijdens de Ming-dynastie tussen de jaren 1368 en 1644, en Hangzhou werd een centrum voor de productie van vouwwaaiers. Akomeogi-waaiers worden tegenwoordig gebruikt door Shinto-priesters in formele klederdracht en in de formele klederdracht van het Japanse hof (men ziet ze gebruikt door de Keizer en de Keizerin tijdens de kroning en het huwelijk) en zijn fel beschilderd met lange kwasten.

In China waren zeefwaaiers van oudsher gebruikelijker, en werden ze in de hele samenleving gebruikt. De vroegst bekende Chinese waaiers zijn een paar gevlochten bamboe waaiers aan de zijkant uit de tweede eeuw v.C.E.. Het Chinese karakter voor “waaier” (扇) is etymologisch afgeleid van een afbeelding van veren onder een dak. Het Chinese vast waaier, pien-mien, betekent “de lucht beroeren”. Gedrukte waaierbladeren en beschilderde waaiers zijn gedaan op een papieren ondergrond. Het papier werd oorspronkelijk met de hand gemaakt en vertoonde de karakteristieke watermerken. Machinaal vervaardigde papieren waaiers, die in de negentiende eeuw werden geïntroduceerd, zijn gladder met een gelijkmatige textuur.

De Chinese danswaaier werd ontwikkeld in de zevende eeuw, en het beheren van de waaier werd een hoog aangeschreven vrouwelijke kunst. De Chinese vorm van de handwaaier was een rij veren gemonteerd in het uiteinde van een handvat. De Mai Ogi (of Chinese danswaaier) heeft tien stokjes en een dikke papieren houder waarop het familiewapen staat afgebeeld. Chinese schilders hebben vele waaierdecoraties gemaakt. De lamellen, van ivoor, been, mica, parelmoer, sandelhout, of schildpadschild, werden gesneden en bedekt met papier of stof. Vouwwaaiers hebben “montures”, dat zijn de stokjes en de beschermers. De bladeren zijn gewoonlijk beschilderd door de ambachtsman.

Waaiers werden ook als wapen gebruikt – de ijzeren waaier, of tiě shān in het Chinees, tessen in het Japans, gebruikt door Samurai-krijgers voor gevechtssignalen, ook als dodelijk wapen in lijf-aan-lijf gevechten. Eenvoudige Japanse papieren waaiers worden ook wel “harisens” genoemd. In de huidige Japanse popcultuur komen harisens vaak voor als wapen in tekenfilms en graphic novels. Vouwwaaiers (Japans “sensu,” Chinees: “shān zi”) blijven belangrijke culturele symbolen en populaire toeristische souvenirs in Oost-Azië.

Europa

In Europa was de waaier tijdens de Middeleeuwen niet aanwezig. De vroegste waaier van het Westen is een flabellum (of ceremoniële waaier), die dateert uit de zesde eeuw. In de dertiende en veertiende eeuw werden handwaaiers opnieuw in Europa geïntroduceerd. Waaiers uit het Midden-Oosten werden meegebracht door kruisvaarders. In de vijftiende eeuw brachten Portugese handelaren waaiers uit China en Japan naar Europa. Waaiers werden algemeen populair.

In de jaren 1600 werd de uit China ingevoerde vouwwaaier populair in Europa. Deze waaiers komen bijzonder goed tot hun recht op de portretten van de hooggeboren vrouwen uit die tijd. Van koningin Elizabeth I van Engeland is te zien dat zij zowel met pom-poms versierde vouwwaaiers aan haar stok draagt, als ook de oudere stijve waaier, meestal versierd met veren en juwelen. Deze stijve waaiers hingen vaak aan de rokken van dames, maar van de waaiers uit die tijd zijn alleen de meer exotische vouwwaaiers bewaard gebleven. De vouwwaaiers uit de 15e eeuw die tegenwoordig in musea worden aangetroffen hebben ofwel leren bladen met uitgesneden motieven die een kantachtig ontwerp vormen, ofwel een stijver blad met inlegwerk van meer exotische materialen zoals mica. Een van de kenmerken van deze waaiers zijn de nogal ruwe stokken van been of ivoor en de manier waarop de leren bladen vaak op de stokken zijn geschoven in plaats van gelijmd zoals bij latere vouwwaaiers. Ondanks de relatief ruwe constructiemethoden hadden klapwaaiers in deze tijd een hoge status en waren exotische voorwerpen, vergelijkbaar met kostbare handschoenen, geschonken aan vorsten.

In de zeventiende eeuw was de stijve waaier, die te zien was op portretten uit de vorige eeuw, uit de gratie geraakt toen klapwaaiers in Europa de overhand kregen. Waaiers begonnen goed beschilderde bladeren te vertonen, vaak met een religieus of klassiek onderwerp. Op de keerzijde van deze vroege waaiers werden ook bloemmotieven afgebeeld. De stokjes zijn vaak van ivoor of schildpad, soms ingelegd met goud of ] piqué werk. De manier waarop de stokjes dicht bij elkaar zitten, vaak met weinig of geen ruimte ertussen, is een van de onderscheidende kenmerken van de waaiers uit deze tijd.

In 1685 werd in Frankrijk het Edict van Nantes herroepen. Dit veroorzaakte een grootschalige immigratie vanuit Frankrijk naar de omringende protestantse landen (zoals Engeland) van veel ambachtslieden van waaiers. Deze spreiding in vakmanschap wordt weerspiegeld in de toenemende kwaliteit van veel waaiers uit deze niet-Franse landen na deze datum.

In de achttiende eeuw bereikten waaiers een hoge graad van artisticiteit en werden ze in heel Europa gemaakt, vaak door gespecialiseerde ambachtslieden, hetzij in bladen, hetzij in stokken. Gevouwen waaiers van kant, zijde of perkament werden versierd en beschilderd door kunstenaars. Waaiers werden in deze tijd ook door de Oost-Indische Compagnieën uit China ingevoerd. Rond het midden van de jaren 1700 begonnen uitvinders mechanische waaiers te ontwerpen. Opwindbare waaiers (vergelijkbaar met opwindbare klokken) waren populair in de jaren 1700. In de negentiende eeuw varieerden in het Westen door de Europese mode de versiering en de grootte van de waaiers.

Er wordt gezegd dat aan de hoven van Engeland, Spanje en elders waaiers werden gebruikt in een min of meer geheime code. Deze waaiertalen waren een manier om de beperkende sociale etiquette het hoofd te bieden. Dit wordt nu gebruikt voor marketing door waaiermakers als Duvelleroy in Londen.

Mechanische ontwikkeling

De eerste geregistreerde mechanische waaier was de punkah waaier die in het Midden-Oosten werd gebruikt in de jaren 1500. Het had een met canvas bedekt frame dat aan het plafond werd opgehangen. Bedienden, punkah wallahs genoemd, trokken aan een touw dat aan het frame was bevestigd om de ventilator heen en weer te bewegen.

De industriële revolutie aan het eind van de 19e eeuw introduceerde door riemen aangedreven ventilatoren die werden aangedreven door waterraderen in fabrieken. De eerste industriële ventilatoren werden ontwikkeld door houten of metalen bladen te bevestigen aan bovengrondse assen die werden gebruikt om de machines aan te drijven. Een van de eerste werkbare mechanische ventilatoren werd in 1832 gebouwd door A.A. Sablukov. Hij noemde zijn uitvinding – een soort centrifugaalventilator – een “luchtpomp”. Centrifugaalventilatoren werden in 1832-1834 met succes getest in kolenmijnen en fabrieken. Toen Thomas Edison en Nikola Tesla aan het eind van de jaren 1800 en het begin van de jaren 1900 elektrische energie voor het publiek introduceerden, werd de persoonlijke elektrische ventilator geïntroduceerd. Tussen 1882 en 1886 ontwikkelde Dr. Schuyler Skaats Wheeler de tweebladige bureauventilator, een type van persoonlijke elektrische ventilator. Hij werd op de markt gebracht door de Amerikaanse firma Crocker & Curtis electric motor company. In 1882 introduceerde Philip H. Diehl de elektrische plafondventilator. Diehl wordt beschouwd als de vader van de moderne elektrische ventilator. Aan het eind van de 19e eeuw werden elektrische ventilatoren alleen gebruikt in commerciële instellingen of in welgestelde huishoudens. Warmteconvectieventilatoren op alcohol, olie of kerosine waren rond de eeuwwisseling van de 20e eeuw gebruikelijk.

In de jaren twintig maakte de industrie het mogelijk staal in massaproductie te nemen in verschillende vormen, waardoor de prijzen van ventilatoren daalden en meer huiseigenaren zich deze konden veroorloven. In de jaren 1930 werd de eerste art deco ventilator ontworpen. Vóór deze ventilator, de Zilveren Zwaan genoemd, waren de meeste huishoudelijke ventilatoren vrij eenvoudig. In de jaren 1950 werden ventilatoren vervaardigd in heldere en opvallende kleuren. Centrale airconditioning in de jaren 1960 maakte een einde aan het gouden tijdperk van de elektrische ventilator. In de jaren 1970 werden plafondventilatoren in Victoriaanse stijl populair.

In de twintigste eeuw zijn ventilatoren utilitair geworden. In de jaren 2000 is de esthetiek van de ventilator een punt van zorg geworden voor kopers van ventilatoren. In het Verre Oosten, Japan en Spanje (onder andere) maakt de ventilator deel uit van het dagelijks leven. Elektrische ventilatoren zijn in huishoudens en kantoren grotendeels vervangen door airconditioners, ook al verbruiken elektrische ventilatoren veel minder energie dan airconditioners.

Mechanische apparaten

Mechanisch gezien kan een ventilator een draaiende schoep of schoepen zijn die wordt gebruikt om luchtstromen te produceren. Ventilatoren produceren luchtstromen met een groot volume en een lage druk, in tegenstelling tot gascompressoren die een hoge druk produceren bij een relatief klein volume. Ventilatoren zijn nuttig voor het verplaatsen van grote hoeveelheden lucht, die het meest geschikt zijn voor toepassingen zoals het winnen van graan of het blazen van een vuur, voor koelings- en ventilatiedoeleinden, en in combinatie met een warmtebron voor verwarmen en drogen. Een ventilatorblad zal vaak draaien wanneer het wordt blootgesteld aan een luchtstroom, en apparaten die hiervan profiteren, zoals anemometers en windturbines hebben vaak ontwerpen die lijken op die van een ventilator.

Mechanische ventilatoren met draaiende bladen worden gemaakt in een breed scala van ontwerpen. In een woning kan men ventilatoren vinden die op de vloer of een tafel kunnen worden gezet, of aan het plafond worden gehangen, of in een raam, muur, dak, schoorsteen, enz. worden ingebouwd. Ze zijn te vinden in elektronische systemen zoals computers, waar ze de circuits binnenin koelen, en in apparaten zoals haardrogers en ruimteverwarmers. Ze worden ook gebruikt voor koeling in airconditioningsystemen, en in automotoren, waar ze worden aangedreven door riemen of door een directe motor. Ventilatoren veroorzaken een gevoelstemperatuur, maar verlagen de temperatuur niet rechtstreeks.

Types

Er zijn drie hoofdtypen ventilatoren die worden gebruikt om lucht te verplaatsen: axiale, centrifugale (ook wel radiale genoemd) en kruisstroom (ook wel tangentiële genoemd). De axiale ventilatoren hebben schoepen die de lucht dwingen zich evenwijdig te bewegen aan de as waar de schoepen omheen draaien. Axiale ventilatoren blazen de lucht lineair over de as van de ventilator, vandaar hun naam. Dit is het meest gebruikte type ventilator, en wordt gebruikt in een grote verscheidenheid van toepassingen, gaande van kleine koelventilatoren voor elektronica tot de reusachtige ventilatoren die in windtunnels worden gebruikt.

De centrifugaalventilator heeft een bewegend onderdeel (waaier genoemd) dat bestaat uit een centrale as waaromheen een stel schoepen een spiraalvormig patroon vormt. Centrifugaalventilatoren blazen lucht in een rechte hoek naar de inlaat van de ventilator, en draaien (centrifugaal) de lucht naar buiten naar de uitlaat. Een waaier draait, waardoor de lucht bij de as de ventilator binnenstroomt en loodrecht van de as naar de opening in het rolvormige ventilatorhuis beweegt. Een centrifugaalventilator produceert meer druk voor een bepaald luchtvolume, en wordt gebruikt waar dit wenselijk is, zoals in bladblazers, luchtmatrasopblazers, en diverse industriële doeleinden. Zij maken doorgaans meer lawaai dan vergelijkbare axiale ventilatoren.

De kruisstroomventilator heeft een eekhoornkooirotor (een rotor met een hol centrum en axiale ventilatorbladen langs de periferie). Tangentiële ventilatoren zuigen lucht aan langs de omtrek van de rotor, en stoten die uit via de uitlaat op een soortgelijke manier als de centrifugale ventilator. Dwarsstroomventilatoren geven een gelijkmatige luchtstroom over de gehele breedte van de ventilator, en zijn zeer stil in werking. Ze zijn relatief omvangrijk en de luchtdruk is laag. Cross flow ventilatoren worden vaak gebruikt in airconditioners, autoventilatiesystemen, en voor koeling in middelgrote apparatuur zoals fotokopieerapparaten. De werking van een ventilator of aanjager veroorzaakt een druk iets boven de atmosferische druk, die “plenums” worden genoemd.”

Ventilatoren gaan meestal samen met elektromotoren. Het zwakke koppel bij lage snelheid en het krachtige koppel bij hoge snelheid van een elektrische motor zijn een natuurlijke match voor de belasting van een ventilator. Ventilatoren worden vaak rechtstreeks op de motoruitgang aangesloten, zonder dat tandwielen of riemen nodig zijn. De elektromotor is ofwel verborgen in de centrale naaf van de ventilator of steekt daarachter uit. Voor grote industriële ventilatoren worden gewoonlijk asynchrone draaistroommotoren gebruikt. Kleinere ventilatoren worden vaak aangedreven door wisselstroommotoren met een gearceerde pool, of borstel- of borstelloze gelijkstroommotoren. AC-ventilatoren werken meestal op netspanning, terwijl DC-ventilatoren op laagspanning werken, meestal 24 V, 12 V of 5 V. Koelventilatoren voor computerapparatuur gebruiken uitsluitend borstelloze gelijkstroommotoren, die veel minder elektromagnetische interferentie veroorzaken.

In machines die al een motor hebben, wordt de ventilator vaak daaraan gekoppeld in plaats van zelfstandig te worden aangedreven. Dit wordt vaak gezien in auto’s, grote koelsystemen en zeefmachines.

• Tafelventilator

Basiselementen van een typische tafelventilator zijn het ventilatorblad, de basis, het anker en de looddraden, de motor, de bescherming van het blad, de motorbehuizing, de oscillatortandwielkast en de oscillatoras. De oscillator is een mechanisme dat de ventilator van links naar rechts beweegt. De as komt aan beide uiteinden van de motor uit, één uiteinde van de as is bevestigd aan het blad en het andere uiteinde is bevestigd aan de oscillatortandwielkast. De motorbehuizing verbindt zich met de versnellingsbak om de rotor en de stator te bevatten. De oscillatoras verbindt zich met de verzwaarde basis en de versnellingsbak. Een motorhuis dekt het oscillatormechanisme af. De beschermkap van de schoepen sluit voor de veiligheid aan op de motorbehuizing.

Onder verzamelaars worden elektromechanische ventilatoren ingedeeld naar toestand, grootte, leeftijd en aantal schoepen. Vier-blad ontwerpen zijn de meest voorkomende. Vijf-blad of zes-blad ontwerpen zijn zeldzaam. Het materiaal waarvan de onderdelen zijn gemaakt, zoals messing, is een belangrijke factor bij de beoordeling van een ventilator.

• plafondventilator

Een ventilator die aan het plafond van een ruimte hangt, is een plafondventilator.

• Ventilator op zonne-energie

Elektrische ventilatoren kunnen worden aangedreven door zonnepanelen in plaats van door netstroom. Dit is een aantrekkelijke optie omdat, zodra de kapitaalkosten van het zonnepaneel zijn gedekt, de resulterende elektriciteit gratis is. Bovendien is er altijd elektriciteit beschikbaar als de zon schijnt en de ventilator moet draaien.

Een typisch voorbeeld maakt gebruik van een vrijstaand zonnepaneel van 10 watt, 12×12 inch (30×30 cm) en wordt geleverd met de nodige beugels, kabels en connectoren. Het kan worden gebruikt om een oppervlakte van 100 m² te ventileren en kan lucht verplaatsen met een snelheid van 400 l/s (800 kubieke voet per minuut). Vanwege de ruime beschikbaarheid van borstelloze gelijkstroommotoren van 12 V en het gemak van bedrading met zo’n lage spanning, werken dergelijke ventilatoren gewoonlijk op 12 volt.

Het vrijstaande zonnepaneel wordt gewoonlijk geïnstalleerd op de plaats waar het meeste zonlicht komt en vervolgens aangesloten op de ventilator die op een afstand van 6 tot 7 m is gemonteerd. Andere permanent gemonteerde en kleine draagbare ventilatoren hebben een geïntegreerd (niet afneembaar) zonnepaneel.

Gasturbineventilator

De lagedrukcompressor in een turbofanmotor wordt vaak een ventilator genoemd. Typisch nemen deze eenheden duizenden paardenkrachten op, waarbij het vermogen wordt geleverd door de expansie van hete verbrandingsgassen door de lagedrukturbine.

• Voorventilator

De ventilator bevindt zich gewoonlijk aan de voorzijde van de turbomachine, onmiddellijk stroomafwaarts van de luchtinlaat.

Moderne civiele turbofans hebben gewoonlijk één enkele ventilatortrap, dat wil zeggen een rij roterende rotorbladen, gevolgd door een rij stationaire uitgangsgeleidingsschoepen (of stators).

Militaire turbofans (in gevechtsvliegtuigen gemonteerde ventilatoren) hebben gewoonlijk twee of meer ventilatorstadia, waarbij het eerste stadium gewoonlijk een rotor is, gevolgd door een statorconstructie.

• Aft-ventilator

Sommige turbofans zijn voorzien van een achterventilator, waarbij de ventilatorrotorbladen radiaal buiten de (LP-)turbinerotorrotorbladen zijn gemonteerd. Hierdoor is er geen (LP) as nodig. In een vroeg voorbeeld heeft General Electric een ventilator/turbine-eenheid aan de achterkant van een J79 turbojet geschroefd, om deze om te bouwen tot de CJ805 turbofan.

De ongebruikelijke General Electric CF700 turbofanmotor werd ook ontwikkeld als een motor met aft-fan met een 2.0 bypass ratio. Deze was afgeleid van de T-38 Talon en de Learjet General Electric J85/CJ610turbojet (2.850 lbf of 12.650 N) om de grotere Rockwell Sabre 75/80 versie van het Sabreliner vliegtuig aan te drijven, evenals de Dassault Falcon 20 met ongeveer 50 procent meer stuwkracht (4.200 lbf of 18.700 N). De CF700 was de eerste kleine turbofan ter wereld die door de Federal Aviation Administration werd gecertificeerd. Er zijn nu meer dan 400 CF700-vliegtuigen in gebruik over de hele wereld, met een ervaringsbasis van meer dan 10 miljoen bedrijfsuren. De CF700-turbofanmotor werd ook gebruikt om astronauten voor de maan te trainen in het kader van het Apollo-project als de krachtbron voor het Lunar Landing Research Vehicle (LLRV).

De GE36 unducted fan (UDF) Demonstrator gebruikte een soortgelijke opstelling om een F404 gemengde uitlaatturbofan om te bouwen tot een propfan.

• Supersonische ventilator

Eerdere gasturbineventilatoren draaiden met subsonische snelheid om te voorkomen dat er schokgolven in de luchtstroom zouden ontstaan. Moderne ventilatoren roteren echter vaak met supersonische snelheid en benutten de schokgolven. Sommige geavanceerde ontwerpen kunnen een drukverhouding van meer dan 2,2:1 in één trap genereren, hoewel 1,8:1 gebruikelijker is.

• Supersonische doorstroomventilator

Hoewel supersonische ventilatoren roteren bij een supersonische tipsnelheid, is de axiale stroming subsonisch. Sommige experimentele apparaten hebben echter supersonische axiale stroming aangetoond. Alle snelheidslijnen op de resulterende ventilatorkaart (of karakteristiek) zijn vrijwel horizontaal, in tegenstelling tot die van meer conventionele eenheden.

• Variabele spoed ventilator

Een aantal ultrahoge bypass ratio turbofan demonstratiemotoren (zoals de SNECMA M45SD-02, de motor in de Rolls-Royce) hebben variabele spoed ventilatoren ingebouwd, ongeveer zoals de variabele spoed propellers op een turboprop motor. Het variëren van de spoed van de rotorbladen verbetert de hanteerbaarheid bij lage vliegsnelheid van de lage drukverhouding van de ventilatoreenheid, zonder de noodzaak om toevlucht te nemen tot een koude of gemengde stromingsmondstuk met variabel oppervlak. Omgekeerde stuwkracht tot nul vliegtuigsnelheid is ook praktisch.

• Variabele geometrie ventilator

Sommige meertraps, hoge drukverhouding, ventilatoren op militaire turbofanmotoren (zoals de F404) bevatten variabele geometrie. De variabiliteit is meestal beperkt tot de inlaatschoepen. Hoewel de voorrand van de vin statisch is, kan de achterrand met behulp van een pianoscharnier in toonhoogte worden versteld om de luchtstroom naar de eerste rotor te leiden. VIGV’s verbeteren de schommelingsmarge van de ventilator in het middenstroomgebied.

• Propfan

Sommige turbofans met ultrahoge omloopverhouding hebben geen motorgondel en hebben een niet-geleidende ventilatorrotor. De ventilatorbladen, die op kromzwaarden lijken, zijn speciaal gevormd om efficiënt te werken bij vliegsnelheden tot ongeveer Mach 0,75. General Electric demonstreerde een propfanmotor, de GE36 UDF genaamd, in de jaren 80.

• Overhangende ventilator

Turbojets en vroege turbofans gebruikten de inlaatgeleidingsschoepen om het voorste lager van de (LP) compressor/rotorassemblage van de ventilator te ondersteunen. Tegenwoordig zijn de ventilatoren die in turbofanmotoren worden gebruikt, vaak van een overhangend ontwerp, waarbij de ventilatorrotor naar voren is gekanteld, voorbij het voorste lager. Dit vergemakkelijkt de verwijdering van de schoepen van de inlaatgeleiding. Bijgevolg zijn de rotorbladen van de ventilator de eerste aerofoils waarmee de luchtstroom van de motor in aanraking komt.

• Snubbered fan

Vóór de invoering van ventilatorbladen met brede koorde, waren de ventilatorbladen van turbofanmotoren vaak voorzien van snubbers. Dit zijn uitsteeksels die haaks op de aërosol van de ventilator staan, ergens tussen het midden van de spanwijdte en de punt van het blad. De snubbers op aangrenzende ventilatorbladen stoten tegen elkaar aan, in perifere zin, en verbeteren de trillingseigenschappen van het blad.

Vlechting met draden (b.v. Pegasus) is een alternatieve aanpak.

• Ventilator met brede koorde

Zoals te verwachten zou zijn, verminderen snubbers de aërodynamische efficiëntie van de aërosol van de ventilator. Rolls-Royce heeft baanbrekend werk verricht met een efficiënter alternatief: ventilatorbladen met brede koorde. De grotere bladkoorde (d.w.z. breedte) wordt gebruikt om de trillingseigenschappen te verbeteren.

Brede koorden werden voor het eerst in gebruik genomen in de RB311-535E4 voor de Boeing 757 in 1984 en zijn sindsdien een kenmerk van de RB211/Trent/V2500-motorfamilie geweest. Potentiële gewichtstoenames worden gewoonlijk gecompenseerd door de bladen hol te maken. Andere motorfabrikanten hebben nu ventilatoren met brede koorden geïntroduceerd.

• Swept fan

Motorfabrikanten beginnen nu zogenaamde swept fan-bladen te introduceren, die voordelen moeten opleveren op het gebied van aërodynamische efficiëntie en geluid.

Andere soorten ventilatoren

• In een ventilatorverwarming blaast een ventilator (of blower) koele lucht langs een verwarmingselement, waardoor de lucht wordt verwarmd (geforceerde convectie). Het heeft een ventilatorwiel met schoepen, bevestigd op een draaiende as, ingesloten in een kast of kamer, om een luchtstoot (de fan blast) te creëren voor smeeddoeleinden.
• Een Japanse oorlogswaaier is een wapen dat is gemaakt om eruit te zien als een klapventilator.
• In auto’s wordt een mechanische ventilator, aangedreven met een riem en poelie van de krukas van de motor, of een elektrische ventilator, aan/uit geschakeld door een thermo-schakelaar, gebruikt om lucht door een met koelvloeistof gevulde radiator te blazen of te zuigen, om te voorkomen dat de motor oververhit raakt.
• Een ventilator is ook een kleine schoep of wiek die wordt gebruikt om de grote wiek van een smockwindmolen altijd in de richting van de wind te houden.

Zie ook

• Centrifugaalventilator
• Computerventilator
• Fan death
• Het Fan Museum in Greenwich (Greenwich, Londen)
• Warmtewisselaar
• Turbine
• Geheelhuisventilator
• Windturbine
• Windmolen
• Raamventilator

Alle links opgehaald 26 maart 2017.

Hand Fans

• The Fan Circle International – liefdadigheidsvereniging opgericht ter bevordering van de belangstelling voor en kennis van de ventilator.
• Fan Association of North America.
• La Place de l’Eventail – geschiedenis van de ventilator; tekst is grotendeels in het Frans.
• Galerie Le Curieux, Paris – afbeelding van ventilatoren uit de 17e-19e eeuw, maar ook van hedendaagse, art deco ventilatoren; tekst is in het Frans.
• Ventilatoren in de 16e en 17e eeuw.

Plafondventilatoren

• Hoe installeer ik plafondventilatoren.