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湖南理工学院

机械创新设计论文

题目：风扇的发展与创新

系部：机电系

专业：机械设计制造及其自动化

班级：

姓名：

序号：

2012年12月1日

风扇的发展与创新

摘要

由于在夏天，大学宿舍自备的立式风扇的风不能很好的吹到平躺在床上的同学们，如果能够令风扇倾斜一定的角度，风所覆盖所需的面积更广，即是利用相对更低风速得到更多的凉爽，让人能体验到风扇的使用价值，实现低能低碳的效果。

关键词：创新、低能、低碳

风扇的发明

机械风扇起源于1830年，一个叫詹姆斯·拜伦的美国人从钟表的结构中受到启发，发明了一种可以固定在天花板上，用发条驱动的机械风扇。这种风扇转动扇叶带来的徐徐凉风使人感到欣喜，但得爬上梯子去上发条，很麻烦。

1872年，一个叫约瑟夫的法国人又研制出一种靠发条涡轮启动，用齿轮链条装置传动的机械风扇，这个风扇比拜伦发明的机械风扇精致多了，使用也方便一些。

1880年，美国人舒乐首次将叶片直接装在电动机上，再接上电源，叶片飞速转动，阵阵凉风扑面而来，这就是世界上第一台电风扇。

风扇已是千家万户的必需生活用品，如何能利用外型结构，能更人性化，更方便人们使用风扇，达到节约能源的目的，这个就是本设计的重点内容。众所周知，随着我国教育事业的不断发展，继而推动各种院校的兴起，必然导致越来越多的住宿生，也就带来学生宿舍的增长。然而，就在这样一种社会进步与发展的趋势与我国人均资源紧张的相向矛盾下，往往越能节能，利用有限空间发挥尽可能大的使用功能，成为了人们最求的目标。面对一年又一年的高校扩招，学生宿舍的建设更是重点，如何利用仅有的空间来办更多的事就理所当然的成为当今高校和学生们的关注。

据调查现在社会上多数的高校，他们全只是片面的考虑到学生宿舍楼的通风条件，根本又或者是很少会从学生宿舍内部的空间布置去考虑。因此，我们从学生宿舍内部的布置来合理设计出这样一套可倾斜固定风扇，在国内外是实属罕见的﹗

工作原理和工作方式

工作原理

电风扇的主要部件是：交流电动机。其工作原理是：通电线圈在磁场中受力而转动。能量的转化形式是：电能主要转化为机械能，同时由于线圈有电阻，所以不可避免的有一部分电能要转化为热能。

电风扇工作时（假设房间与外界没有热传递）室内的温度不仅没有降低，反而会升高。让我们一块来分析一下温度升高的原因：电风扇工作时，由于有电流通过电风扇的线圈，导线是有电阻的，所以会不可避免的产生热量向外放热，故温度会升高。但人们为什么会感觉到凉爽呢？因为人体的体表有大量的汗液，当电风扇工作起来以后，室内的空气会流动起来，所以就能够促进汗液的急速蒸发，结合“蒸发需要吸收大量的热量”，故人们会感觉到凉爽。

工作方式

1、并联风扇：并联的双风扇风压不变，但是风量会上升。风量加大故散热效果增加，在设计中如果出现散热功率太小则可以考虑增加风扇来解决。

2、串联风扇：串联风扇的结果是风压增加，但是风量不变。此方式是不能解决散热问题，一般是用在近风的阻力太大时采用，保证风量。

风扇的行业现状

随着我国经济的持续发展和人民生活水平的不断，广大人民群众对家居生活环境的期望值也在同步上升，这反过来刺激了我国家电行业的快速发展，其中，电风扇和家用空调器已成为城镇居民消费纳凉的两大主流产品。

目前我国城镇居民百户电风扇拥有率己达200%，电风扇是目前我国最为大众化的纳凉家电产品，由于它吹出的是室温风而非冷风，严格讲并不能划入冷风机范畴，但它能加快人体汗液蒸发，降低体表温度，加之价格便宜和耗电量较少，因而获得广泛使用。目前，新一代电风扇业已问世，它能模拟自然风(山风、湖风)，设有微风档，双风叶能360度摇头，电耗仅为40瓦，超薄壁扇电机厚度仅16毫米，并具红外、超声、无线电等迢控功能。尽管如此，当室温接近或高于体温、相对湿度过大时，电风扇的功效会显著降低，久吹人体反而会感到种种不适。

2008年受金融危机影响，我国电风扇同比下降了11%，2009年家电下乡促使家电产品产量明显提升,其中家用电风扇产量增长达9.6倍。电风扇的热销很大程度上得益于产品外观的新颖和功能的人性化。电风扇企业要想在市场上站稳立足并引领潮流，在产品的外观和功能上下些功夫，不失为快速提高市场份额的好方法。

随着市场的发展、消费者审美习惯的转移以及健康节能观念的不断深入等，电风扇在功能和外观上的适时变换也是大势所趋。

风扇的市场分析

据近几年，我国电风扇市场发展迅速，产品产出持续扩张，国家产业政策鼓励