专利名称：具有同心静止管和掉电特征的吊扇的制作方法
具有同心静止管和掉电特征的吊扇优先权本申请要求申请日为2007年10月10日、发明名称为“具有同心静止管和/或安全特征的吊扇”的美国临时专利申请No. 60/978，860的优先权，该美国临时专利申请以其整 体包括在本文中作为参考。
背景技术：
经过多年的发展，风扇和风扇系统具有了各种不同的部件和各种不同的配置。在竖向轴构造的吊扇中，可能普遍设有穿过马达的中央通道，配线可以穿过该中央通道，向可 附接在风扇的中心下方的灯或者其它附件提供电连接。为此，在一些情况下，中央通道以及 用于灯或者附件的附接点本身在风扇的叶片围绕中央通道旋转时保持静止是非常重要的。 构造成具有该特征的一种方法可以是构造具有静止部件(例如定子等)和旋转部件(例如 转子等)的马达，该静止部件包括位于中央的电源连接件和绕组，该旋转部件不包括绕组 或电源连接件，该旋转部件配置成为围绕静止中央部件的外壳。在这种构造中，设置通过中 央的静止通道可以简单地通过形成通过静止马达部件的中央的竖向孔而实现。虽然这种构造方法可能在具有低功率马达的相对小的风扇中是成功的，但是当风 扇(以及其相应的功率要求)变得较大时是不实用的，这是因为位于组件中央的产生热量 的马达绕组的隔离性可能阻止旨在控制马达绕组温度的足够的热量消散。在一些具有所述 较高功率应用的设置中，传统马达(例如，具有在外侧上的静止绕组和在中央的旋转芯体) 可能更加符合要求，该传统马达单独地使用，或者与介于马达和风扇轮毂之间的减速齿轮 箱结合使用。在某些情况下，当风扇所在的结构中发生火情时，可能期望或者可能不期望使得 风扇以某些方式作出反应。例如，一些大体积/低速度的风扇可能尺寸较大(例如，直径在 8到24英尺之间，等等)、可能使得大量的空气运动(例如，每分钟300000立方英尺或者更 多，等等)以及可能安装成悬挂在建筑物的屋顶结构下方作为吊扇。如此，在某些境况下， 如果在建筑物内发生火情，期望这种风扇能够停止操作。另外，被悬吊的风扇的下侧位于屋 顶下一定距离处是符合要求的位置(在该位置中放置火和/或烟检测传感器)，因为离火源 和/或烟源较近的该位置可以比位于天花板高度处的传感器提供更早的检测。进一步地，在某些情况下，当风扇部件碰撞到物体时和/或当风扇系统中存在不 平衡时，可能期望或者可能不期望使得风扇以某种方式作出反应。例如，如上所述，一些大 体积/低速度的风扇可能尺寸较大(例如，直径在8到24英尺之间，等等)并且可能安装 成悬挂在建筑物的屋顶结构下方作为吊扇。在某些情况下，在该位置时，风扇叶片有时可能 打击到障碍物，该障碍物例如是叉式起重车的升起的叉形结构。风扇组件也可能由于例如 跌落到叶片上的物体或者在叶片上积累的异物材料的一些其它原因而变得不平衡。在这些 情况或者其它情况的任一种情况中，希望风扇能自动停止或者减速，从而风扇不再继续以 不稳定的或者其它导致对风扇或者对周围环境有破坏的不平衡条件的情况下操作。虽然风扇和风扇系统具有各种不同的部件和配置，虽然风扇和风扇系统以各种不同的方式进行操作，但是发明人相信，现有技术中没有技术人员制造或者使用了所附权利 要求中所要求保护的发明。
虽然对说明书进行了总结概括的权利要求中特别指明并清楚地限定了本发明要 求的保护范围，但相信本发明将从下面结合
的某些实例中得到更好的理解，图中 相同的附图标记表示相同的元件，其中图1描绘了一个示例性风扇系统的立体图；图2描绘了图1风扇系统的驱动组件的局部立体横截面图；图3描绘了图1风扇系统的驱动组件的局部侧向横截面图；图4描绘了图1风扇系统的驱动组件的局部立体横截面图，示出了驱动组件的下 侧；图5描绘了图1风扇系统的驱动组件的局部立体横截面图，示出了驱动组件的上 侧；图6描绘了图1风扇系统的驱动组件的另一局部立体横截面图，示出了驱动组件 的上侧；图7描绘了图1风扇系统的驱动组件的另一局部立体横截面图，示出了驱动组件 的下侧；而图8描绘了图1风扇系统的控制系统的原理图。现在将详细参考本发明的各不同实施例，各实施例的实例在附图中示出。就附图 中所示的具体尺寸而言，这些尺寸应被认为仅仅是示意性的，并不以任何方式进行限制。因 此，可以理解，这些尺寸可以以任何适当的方式进行改变。
具体实施例方式下面对本发明的一些实例的描述不应用来限制本发明的保护范围。对于本领域的 技术人员来说，本发明的其它实例、特征、方面、实施例和优点将从下面通过举例进行的说 明而变得更为显明，所举例子是用于执行本发明的最好的预期模式之一。如将被认识到的 那样，本发明能够以不脱离本发明的主旨的其它不同且显见的方式实施。因此，说明书和附 图应该被认为本质上是例示性的而不是限制性的。本文所述的系统和装置的各种型式都与吊扇系统有关，所述吊扇系统可落入三种单独的情形中的任何一种或者全部情形范围内。具体而言，本文所述的系统和装置的各种 型式可与以下情形有关(a)在中空输出轴中具有同心静止管的吊扇；(b)具有火和/或烟 检测器以及自动停止装置的吊扇；和/或(c)除其它情形以外，具有碰撞/不平衡检测器和 自动停止装置的吊扇。可以理解，给定的风扇系统可以覆盖这些情形中的全部三种情形，或 者可以仅涉及所述三种情形的一种或者两种。例如，给定的风扇系统可以在中空输出轴中 具有同心静止管，但是没有火/烟检测器并且没有碰撞/不平衡检测器。可供选择地，给定 的风扇系统可以具有在中空输出轴中的同心静止管、火检测器和自动停止装置。由于(a)、 (b)和(c)中的每个都可以存在于给定的风扇系统中而排除(a)、(b)和(c)的其它情况， 因此在本申请中(a)、(b)和(c)三者将在分别的标题下进行讨论。然而，这不意味着(a)、(b)和(C)在每种风扇系统中都彼此排斥。在本文的教导下，本领域的技术人员显然可以以 适当的方式在风扇系统中设置(a)、(b)和/或(c)，所述适当的方式是与(a)、(b)和/或
(c)中的其它情形相分离或结合的方式。风扇系统综述图1示出了一种仅用以例示的风扇系统(10)。该实例的风扇系统(10)包括风扇 叶片(20)和旋转轮毂(30)。在该实例中，小翼(40)固定到每个风扇叶片(20)的外端部，虽然小翼(40)相对于本文所述的其它部件仅是可选的。风扇系统(10)还包括马达 (50)和变速箱(60)，该马达(50)和变速箱(60)旋转地驱动轮毂(30)；安装构件(70)，风 扇系统(10)可以通过该安装构件(70)安装到天花板或其它结构；以及控制箱(80)。
本实例的风扇叶片(20)大体上是中空的并且由铝挤出成型而形成，但是也可以 使用其它任何适当的配置、制造技术和/或一种或多种材料。仅仅作为示例，风扇叶片(20) 可以根据发明名称为“风扇叶片”、公告日为2007年10月23日的美国专利No. 7，284，960而 配置，该美国专利的公开内容包括在本文中作为参考。可供选择地，风扇叶片(20)可以根 据发明名称为“风扇叶片”
公开日为2008年1月10日、公开号为No. 2008/0008596的美国 专利申请的任何教导而配置，该美国专利申请的公开内容包括在本文中作为参考。在其它 型式中，风扇叶片(20)根据发明名称为“低速冷却风扇”、公告日为2001年6月12日的美 国专利No. 6，244，821的任何教导而配置，该美国专利的公开内容包括在本文中作为参考。 在其它型式中，风扇叶片(20)根据发明名称为“具有加强叶片的冷却风扇”、公告日为2005 年9月6日的美国专利No. 6，939，108的任何教导而配置，该美国专利的公开内容包括在本 文中作为参考。风扇叶片(20)可以将风扇系统(10)的直径限定为大约6英尺、大约8英尺、大约 12英尺或大约24英尺。可供选择地，风扇系统(10)可具有由风扇叶片(20)限定的任何其 它适当的直径。另外，在本文的教导下，对于本领域的技术人员而言显然可以使用用于风扇 叶片(20)的其它适当的配置。本实例的轮毂(30)包括从轮毂(30)向外辐射状伸出的多个安装构件(未示出)。 每个安装构件均插入到各自的风扇叶片(20)内，并且安装构件和各自的风扇叶片(20)两 者通过一对紧固件(32)固定在一起。用于轮毂的适当的配置和用于将风扇叶片附接到轮 毂的方法在发明名称为“风扇叶片”、公告日为2007年10月23日的美国专利No. 7，284，960 中公开，该美国专利的公开内容包括在本文中作为参考。当然，可以使用任何用于将风扇叶 片(20)固定到轮毂(30)的其它适当的部件、特征、装置或技术。轮毂(30)通过多个紧固件(未示出)固定到轮毂安装凸缘(36)，然而也可以使 用用于将轮毂(30)固定到轮毂安装凸缘(36)的任何其它适当的部件、特征、装置或技术。 因此，轮毂(30)与轮毂安装凸缘(36) —体地旋转。轮毂安装凸缘(36)通过多个紧固件 (38)固定到输出轴(100)，如在下文详细所述的那样。轮毂安装凸缘(36)(以及轮毂(30)) 因而与输出轴(100) —体地旋转。然而也可以使用用于将轮毂安装凸缘(36)固定到输出 轴(100)的其它适当的部件、特征、装置或技术。另外，在一些型式中，省略了轮毂安装凸缘 (36)，这样轮毂(30)直接固定到输出轴(100)。在本文的教导下，对于本领域的技术人员 而言，使用用于通过输出轴(100)来使轮毂(30)旋转的其它适当的部件和配置是显而易见 的。
在本实例中，也可以将若干金属条带(34)固定到风扇叶片(20)。仅仅作为示例， 这些条带(34)可以降低以下可能性在轮毂安装构件断裂脱离轮毂(30)时或者在其它失 效的情况下，风扇叶片(20)从轮毂(30)飞脱并伤害人员或财产。然而，与本文所述的其它 部件相比，条带(34)仅仅是可选的，并可根据需要改变、替换、补充或者省略。小翼(40)可以根据发明名称为“风扇叶片的变体”、公告日为2007年8月7日的 美国专利No. 7，252，478的任意教导配置，该美国专利的公开内容包括在本文中作为参考。 可供选择地，小翼(40)可以根据发明名称为“翻边的风扇叶片变体”
公开日为2008年1月 17日、公开号为No. 2008/0014090的美国专利的任意教导配置，该美国专利的公开内容包 括在本文中作为参考。在其它型式中，小翼(40)根据发明名称为“用于风扇叶片的带角度 的翼面延伸件”
公开日为2008年9月4日、公开号为No. 2008/0213097的美国专利的任意 教导配置，该美国专利的公开内容包括在本文中作为参考。同样，在本文的教导下，对于本 领域的技术人员而言，使用用于小翼(40)的其它适当的配置是显而易见的。当然，与在本 文中所述的其它部件相比，小翼(40)可以简单地完全省略。该实例中的马达(50)包括具有绕组的外部定子(未示出)和不具有绕组的转子。 该转子与输出轴(52)相连接，该输出轴(52)与转子一体地旋转。输出轴(52)与变速箱 (60)相联通，如在图2中所示并将在下文详细描述。本实例的马达(50)配置成向变速箱 (60)提供约1马力到约2马力或约3马力(包含全部上述值)的最大输出功率；和在约 1750RPM(含该值)到约3500RPM(含该值)之间的最大输出速度。可供选择地，马达(50) 可具有任何其它所需的输出功率和/或输出速度。
如在图2中所示，凸缘(54)从马达(50)的底部向外延伸，并与紧固件(56) —起 用于将马达(50)固定到变速箱(60)。马达(50)还包括控制接口(58)，马达(50)通过该 控制接口(58)接收来自控制箱(80)的指令，如在下文中更加详细地描述。当然，在某些型 式中，马达(50)也可以通过控制接口(58)向控制箱(80)发送数据，包括但不限于指示马 达温度、速度等的数据，然而，这种通信并不是在所有型式中都是必需的。因此，通过控制接 口(58)的通信可能是单向的或者是双向的。可以理解的是，马达(50)可以以许多方式变 化。仅仅作为示例，马达(50)可以具有内部定子和外部转子。同样，在本文的教导下，对于 本领域的技术人员而言，马达(50)可以改变的其它方式是显而易见的。根据本实例的变速箱(60)是机械变速箱，并配置成把来自马达(50)的输出轴 (52)的旋转运动传送到固定到轮毂安装凸缘(36)的中空输出轴(100)，如在下文详细所述 的那样。具体而言，在本实例中，变速箱(60)包括并联布置且配置成提供约38 1的传动 比的齿轮(未示出)。可供选择地，可以使用其它任何适当的传动比。在本实例中，输出轴 (100)通过与输出轴(100)同轴并且与输出轴(100)收缩配合/压配合的齿轮(未示出) 而被驱动。可供选择地，齿轮或者其它部件可以键连接到输出轴(100)或者以其它方式与 输出轴(100)相接合。再参考本实例，同轴装配到输出轴(100)的该齿轮与在平行的中间 轴(未示出)上的另一个齿轮(未示出)啮合，该另一个齿轮自身还与和马达(50)同轴的 另外一个平行的中间轴(未示出)上的另外一个齿轮(未示出)啮合。为了清晰起见，这 些齿轮和轴在本发明的附图中被省略。在本文的教导下，对于本领域的技术人员来说，用于 这些齿轮和轴的适当的结构和配置是显而易见的，(在变速箱(60)完全使用的情况下)在 变速箱(60)内的其它适当的内装物、以及变速箱(60)内的其它布置也同样如此。
在本实例中，变速箱(60)和马达(50)也可以配置成提供约为2500英寸-磅的 输出转矩。可供选择地，变速箱(60)和马达(50)可以提供在约2500英寸-磅(含该值) 和约3300英寸-磅(含该值)之间的输出转矩。可供选择地，变速箱(60)和马达(50)可 以提供在约2500英寸-磅(含该值)和约3800英寸-磅(含该值)之间的输出转矩。可 供选择地，变速箱(60)和马达(50)可以提供在约3300英寸-磅(含该值)和约3800英 寸-磅(含该值)之间的输出转矩。当然，可以提供其它任意适当的输出转矩，包括但不限 于小于约2500英寸-磅(含该值)或者大于约3800英寸-磅(含该值)的输出转矩。在一些型式中，马达(50)和变速箱(60)的配置使得风扇系统(10)的最大旋转速 度在约125RPM(含该值)和约250RPM(含该值)之间。例如，可以使用约180RPM的最大 旋转速度。在一些其它的型式中，最大旋转速度在约50R PM(含该值)和约100RPM(含该 值)之间。例如，可以使用约82RPM的最大旋转速度。在其它型式中，最大旋转速度可在约 35RPM(含该值)和约55RPM之间。例如，可以使用约42RPM的最大旋转速度。当然，可以使 用其它任意适当的旋转速度。本实例的变速箱(60)由标准级别30的灰铸铁形成，然而可以使用其它任何适当 的材料或者各种材料的组合。如果需要，变速箱(60)还可具有各种可供选择的部件、特征 和部件。另外，如果需要，变速箱(60)可以完全省略。仅仅作为示例，马达(50)的输出轴 (52)可以以任何适当的式样直接与中空的输出轴(100)相连接。在本实例中，如在图1、2和6中所示，支架(64)通过一对紧固件(66)固定到变速 箱(60)的壳体的顶部，然而可以使用任意适当的替代物来替代紧固件(66)。支架(64)限 定一对开口(66)，一个或多个轻规格拉线(light gauge guy wires，未示出)可以通过该 开口(66)送入。这些拉线可以固定到天花板上或者其它结构上。当然，如果不完全省略的 话，支架(64)可以以任何适当的式样修改或重新定位。拉线也仅仅是可选的。在本实例中，如在图1-4和6-7中所示，板(61)通过多个紧固件(63)固定到变速 箱(60)的外壳的底部，然而也可以使用任何适当的替代物来替代紧固件(63)。仅仅作为示 例，板(61)可以由钢或者任何适当的其它材料或者各材料的组合形成。如在图1中所示， 几个支架(65)从轮毂(30)向内延伸。支架(65)如此配置，使得它们在板(61)的顶部上 方延伸、而在风扇系统(10)的正常操作期间不与板(61)接触。因此，支架(65)可随轮毂 (30)旋转而不与板(61)的顶部接触，这样支架(65)的径向最内侧的部分实质上在板(61) 的上方“盘旋”。支架(65)还如此配置，当在轮毂(30)与轮毂安装凸缘(36)脱离连接或 者在轮毂安装凸缘(36)与输出轴(100)脱离连接的情况下，支架将挂在板(61)上，以便防 止这些部件从风扇系统(10)的上部部分完全脱落。因此，板(61)和支架(65)可以在紧固 件(63，38)或者风扇系统(10)的其它部件失效的情况下提供安全措施。然而，与本文所述 的其它部件相比，板(61)和支架(65)仅仅是可选的，并可以具有所需的任何其它适当的部 件、特征或配置。根据本实例的安装构件(70)包括下部凸缘(72)、上部凸缘(74)和在下部凸缘 (72)和上部凸缘(74)之间延伸的延伸部(76)。上部凸缘(74)配置成固定到天花板或其 它结构。如在图1和5中所示，下部凸缘(72)通过多个紧固件(未示出)固定到变速箱 (60)。如在图2和6中所示，在该实例中，突出的凸起(78)介于下部凸缘(72)和变速箱 (60)之间。凸起(78)由铁或者铸铁形成，然而也可以使用任何其它适当的材料或者各材料的组合。另外，如果需要，凸起(78)可以省略和/或用弹性缓冲器(例如，橡胶)或者 其它特征补充。在本实例中，安装构件(70)由金属形成，然而也可以使用任何其它适当的 材料或各种组合。当然，安装构件(70)可以具有任何其它的适当的特征、部件或配置。仅 仅作为示例，安装构件(70)可以根据美国非临时专利申请No. 12/203, 960的教导配置，该 专利申请的发明名称为“具有带角度的安装件的吊扇”，申请日为2008年9月4日，该美国 非临时专利申请公开的内容包括在本文中作为参考。例如，上述专利申请中所公开的装置 可以固定到上部凸缘(74)；或者直接固定到变速箱(60)，而不是具有如图所示的安装构件 (70)。同样，在本文的教导下，对于本领域的技术人员来说，使用用于将风扇系统(10)安装 到天花板或其它结构的其它适当的结构、装置和技术是显而易见的。控制箱(80)与马达(50)相联通。在本实例中，该实例的控制箱(80)安装到延伸 部(76)，然而，控制箱(80)可以可供选择地安装在其它任意适当的位置，包括但不限于远 离风扇系统(10)的天花板或墙。在某些其它的变化型式中，控制箱(80)的内装物结合到 马达(50)内。如在图8中所示，本实例的控制箱(80)包括可变频率驱动器(82)和具有加 速计(300)的电路板(84)。向风扇系统(10)供电的外部电源(88)与电路板(84)相连接。 可变频率驱动器(82)通过电缆(86)与马达(50)的控制接口(58)相连接。当然，可以使 用用于提供从可变频率驱动器(82)到控制接口(58)通信的任何其它适当的装置或技术。 另外，可变频率驱动器(82)可以根据需要替换、补充或者省略。下文将更详细地介绍使用 加速计(300)的方式。然而应该理解的是，与本文描述的其它部件相比，加速计(300)仅仅 是可选的。同心静止管和中空输出轴如上所述以及如图2-7所示，变速箱(60)通过中空输出轴(100)提供驱动输出。 如在图4中所示，中空输出轴(100)通过多个紧固件(38)与轮毂安装凸缘(36)相连接，于 是轮毂安装凸缘(36)(并因此轮毂(30))与输出轴(100) —体地旋转。可供选择地，可以 使用用于将输出轴(100)固定到轮毂安装凸缘(36)任何其它适当的装置、特征或技术，包 括但不限于焊接。上部轴承(104)和上部密封件(105)以及下部轴承(未示出)和下部密 封件(107)设置在输出轴(100)和变速箱(60)的外壳之间，这样，输出轴(100)可以在没 有任何润滑剂从变速箱(60)损失的情况下，相对于变速箱(60)的外壳自由旋转。静止管(110)在输出轴(100)内同轴地定位。虽然所示的静止管(110)具有基本上圆形的横截面，静止管(110)可以具有任何其它适当的形状。在静止管(110)的外壁和输 出轴(100)的内壁之间留有间隙(112)，这样输出轴(100)可以在不引起静止管(110)旋转 的情况下，围绕静止管(110)自由旋转。仅仅作为示例，输出轴(100)可以具有大约1.625 英寸的内径，而静止管(110)可以具有约1.575英寸的外径，这样使得间隙(112)在输出轴 (100)和静止管(110)之间提供约0. 050英寸的缝隙。仅仅作为示例，静止管(110)也可以 具有约1.250英寸的内径。当然，根据需要，输出轴(100)和静止管(110)可以具有其它适 当的一个或多个内径和/或一个或多个外径，并且间隙(112)可以提供任意所需量的缝隙。 例如，静止管(110)可以具有约1.05英寸的外部直径和约0.8英寸的内部直径，或者其它 任意适当的尺寸。另外，轴(100)和/或静止管(110)的内径和/或外径不需要在沿这些 部件的长度方向上一致。静止管(110)具有一体的上凸缘(114)。第一环形板(116)通过多个紧固件(118)固定到变速箱(60)的外壳，然而可以使用用于将第一环形板(116)固定到变速箱(60)的外壳的其它任何适当的装置或者技术。静止管(110)穿过第一环形板(116)的中央插入，使 得上凸缘(114)与第一环形板(116)相接合，如在图2-6中所示。因此，第一环形板(116) 限制静止管(110)的竖向向下运动。因此，第一环形板(116)可以将静止管(110)的载荷 横过变速箱(60)的外壳的一表面区域分布，该表面区域比由上凸缘(114)提供的表面区域 大。然而，在一些其它型式中，上凸缘(114)具有与本实例的第一环形板(116)的直径大致 相同的直径，而第一环形板(116)可简单地完全省略。可供选择地，可以使用其它适当的特 征或配置。仅仅作为示例，静止管(110)的上端可以通过紧固件、焊接或其它方式直接固定 到下部凸缘(72)，使得载荷经过下部凸缘(72)和延伸部(76)到达上部凸缘(74)。在本实例中，第二环形板(120)定位在上凸缘(114)上方，并通过紧固件(122)固 定到第一环形板(116)。同样，可以使用紧固件(122)的任何适当的类型或者替代物。应该 理解的是，在本实例中，第二环形板(120)限制静止管(110)的竖向向上运动。换句话说， 第一环形板(116)和第二环形板(120)与上凸缘(114)协作，从而防止或者限制静止管的 任何竖向运动。第二环形板(120)还包括在其开口内的平坦部，所述平坦部配置成与静止 管(110)的顶部处的平坦部互补。因此，第二环形板(120)也可以防止静止管(110)相对 于变速箱(60)旋转。可供选择地，可以采用用于防止静止管(110)的旋转的任何其它适当 的特征、部件、装置或技术。在如上所述的仅为示例性的可供选择的型式中，使用具有更宽直径的上凸缘 (114)可以代替第一环形板(116)的使用，第二环形板(120)可以省略。例如，在该示例性 可供选择的型式中，变速箱(60)的外壳可以通过直接接合上凸缘(114)而直接限制静止 管(110)的竖向向下运动；而紧固件或焊接等可通过直接接合上凸缘(114)而限制静止管 (110)的竖向向上运动(并防止转动)。类似地，在上述示例性可供选择的型式中，在静止 管(110)的上端直接固定到下部凸缘(72)的情况下，第一和第二环形板(116，120)两者都 可以省略，下部凸缘(72)防止静止管(110)的旋转运动和竖向运动两者。同样，在本文的 教导下，对于本领域的技术人员而言，使用用于将静止管(110)相对于变速箱(60)固定的 其它适当的特征、部件、装置和技术是显而易见的。静止管(110)限定中央开口(124)，电线、电缆、管件等可以经中央开口(124)通 过。同样，安装构件(70)的延伸部(76)限定开口(71)。如在图5中所示，当安装构件(70) 固定到变速箱(60)时，开口(71，124)基本上同轴对准。因此，不论通过开口(124)送入什 么物体(如果有物体通过开口(124)送入)都可以从开口(71)送入。如在图2-4和7中 所示，静止管(110)大体上比输出轴(100)长。具体而言，静止管(110)的下端(126)向下 突伸经过轮毂安装凸缘(36)和由轮毂(30)限定的下平面。在该实例中，静止管(110)的 下端(126)是带螺纹的，虽然该螺纹不是必需的。暴露的下端(126)可以用于安装各种不 同的部件，包括但不限于平台(例如，各种不同的部件可以安装到该平台上)、如在下文中 详细描述的检测器(200)、一个或多个发光体/灯、喷洒头等。另外，应该理解的是，由于静 止管(110)不旋转，而是非旋转地相对于风扇系统(10)的旋转部件固定。在该实施例中， 任何安装到下端(126)的物体也都不旋转。在一些型式中，一间隙设置在静止管(110)的外周和轮毂安装凸缘(36)的中央开 口之间。然而，在本实例中，轴承(128)设置在静止管(110)和轮毂安装凸缘(36)之间。应该理解的是，本实例中的轴承(128)限制下端(126)的横向运动，同时还允许轮毂安装凸缘(36)和轮毂(30)围绕静止管(110)自由旋转。如在图3中所示，波形垫圈(130)和挡 环(132)限制轴承(128)的竖向运动。当然，在静止管(110)和轮毂安装凸缘(36)之间可 以设置聚合物轴衬或各种其它可供选择的部件，并且在静止管(110)和轮毂安装凸缘(36) 之间可以有各种其它的关系。从前述可以理解，静止管(110)可以提供非旋转特征(例如，下端(126)等)和 通道(例如，开口(124)等)两者，该非旋转特征用于将各种附件附接到风扇系统(10)，通 过该通道可以向这些附件提供电、另外的结构支承件、流体等。另外，输出轴(100)、变速箱 (60)、轮毂(30)和所附的部件可以在实质上不与静止管(110)的上述方面发生干涉的情况 下提供用于驱动风扇叶片(20)的旋转运动。火/烟检测器和自动停止装置一些型式的风扇系统(10)包括检测器(200)。检测器(200)可以直接或者间接地 安装到静止管(Iio)的下端(126)(所述间接安装例如是安装到设置于下端(126)的平台 上，等等)。因此，检测器(200)可以安装到由轮毂(30)限定的下平面的下方。可供选择 地，检测器(200)可以安装在轮毂(30)的顶部上或靠近轮毂(30)的顶部、安装在上部凸缘 (74)上或靠近上部凸缘(74)、或者安装在其它任何适当的位置处。检测器(200)可以以各种方式与控制箱(80)相关联地接合。例如，来自检测器 (200)的一个或多个电线(例如，用于向检测器(200)供电和/或传递来自检测器(200)的 报警信号，等等)或者其它联通装置可以穿过静止管(110)的开口(124)送入、到达电路板 (84)或控制箱(80)的一些其它部件，或者到达与控制箱(80)联通的单独的装置。可供选 择地，检测器(200)可利用任何适当的装置或技术与控制箱(80)无线联通。另外，从本文 的教导可以理解的是，实际上可以在任何风扇系统上使用检测器(200)，而不一定需要用于 具有静止管(110)的风扇系统(10)。例如，在风扇马达具有旋转的外部壳体和非旋转的中 央芯体的情况下，通向/来自检测器(200)的配线可以经马达的非旋转中央芯体中的开口 通过。可以使用检测器(200)的示例性方式(包括但不限于影响对风扇系统(10)的控制) 将在下文中详细描述，而对于本领域的技术人员而言，在本文的教导下其它方式是显而易 见的。还将理解到的是，检测器(200)可以由自带电池供电。这种自带电池可以设有“电 量不足”警告装置(例如可见发光体和/或警报器，等等)。通过本文的教导，对于本领域 的技术人员而言，使用可以对检测器(200)或类似装置供电和/或与检测器(200)或类似 装置相联通的其它方式是显而易见的(例如，可供选择的机构、布置、配置等)。在一些型式中，检测器(200)包括机械式热检测器装置。检测器(200)和控制箱 (80)可以如此配置，使得当检测到有火时风扇系统(10)将自动停止操作。虽然本实例讨 论的是机械式热传感器装置，可以理解的是，除了机械式热检测器装置以外或者代替机械 式热检测器装置可以使用任何其它类型的热传感器装置(例如，简单的电子式热传感器装 置，等等)，或者可以使用可操作用于感测一个或多个与火有关的状况(例如烟，等等)的其 它任意类型装置。仅仅作为示例，适当的热检测器装置可以包括伊利诺伊州St. Charles的 SystemSensor生产的BK-5601P热检测器装置。可供选择地，可以使用用于检测器(200)的 任何其它类型的热检测器或传感器。
在一个示例性实例中，检测器(200)由迅速升高的温度而启动。仅仅作为示例，足 以触发检测器(200)响应的升高的速率是约每分钟14° F、约每分钟15° F或者适用于该 目的的其它值。除了通过以超过阈值速率的一定速率升高的温度来启动外或者代替通过以 超过阈值速率的一定速率升高的温度来启动，检测器(200)可以通过超过一定阈值的温度 本身来启动(例如，大约135° F)。在其它型式中，检测器(200)包括烟检测器。仅仅作为示例，检测器(200)可以包 括由马萨诸塞州Norwell的Xtralis Inc.生产的具有激光检测腔室的VESDΑ 烟抽吸 检测器。可供选择地，可以使用任何其它适当的烟检测器。另外如上所述，烟检测器型式的 检测器(200)可以安装在静止管(110)的下端(126)上或在下端(126)附近，或者安装在 其它地方。例如，在VESDA 烟抽吸检测器的示例性实例中，抽吸管道(未示出)穿过安 装构件(70)的开口(71)并穿过静止管(110)的开口(124)送入。因此，抽吸管道的自由 端定位在静止管(110)内或者突伸到静止管(126)的下端(126)下方。然后，检测器(200) 可以定位成远离风扇系统(10)，在控制箱(80)内，或者在其它地方定位，使得相同的抽吸 管道以任何适当的式样喂给到检测器(200)。如上所述，远处的检测器(200)可以通过一个 或多个电线或者以无线的方式与控制箱(80)联通。风扇、泵或者其它装置可以用于将空气 经过抽吸管道吸出，从而有助于空气到达检测器(200)。当然，将检测器(200)合并到风扇 系统(10)内有各种可供选择的方式，其中检测器(200)是VESDA 烟抽吸检测器或者 其它类型的检测器。
虽然上述检测器(200)的实例提供了对与火情状况相符的状况的检测(例如，以 超过阈值的速率上升的温度、温度自身超过阈值或者存在烟)，检测器(200)可以可供选择 地配置成检测与火情相符的其它状况。检测器(200)也可以能够检测上述状况的所有类 型，且不必限制于检测上述各类型状况中的一种。另外，虽然本文中所述的实例涉及检测 与火情相符的状况的检测器(200)，作为检测与火情相符的状况的附加功能或者替代功能， 检测器(200)可供选择地配置成能够检测各种其它类型的状况。对于本领域的技术人员来 说，根据本文的教导，这些可供选择的状况是显而易见的。在本实例中，一旦检测到与火情相符的状况，来自检测器(200)的信号用于触发 停止运转时序，该停止运转时序使得风扇系统(10)停止。可供选择地，来自检测器(200) 的信号可以仅引起风扇系统(10)的旋转减速，而不一定停止。还可以理解到的是，作为影 响风扇系统(10)的运转的附加功能或替代功能，来自检测器(200)的信号可以用于触发通 常的火情报警器(例如，触发局部火情报警器和/或将出现火情的信息传递给本地消防部 门，等等)。对于本领域的技术人员来说，通过本发明的教导，以其它方式使用来自检测器 (200)的信号是显而易见的。如本文所述的带有检测器(200)的风扇系统(10)可以配置成允许“快速响应及早 扑灭”(ESFR)(或其它类型的)火灾扑灭系统喷洒器的正常操作。例如，在某些型式中，检 测器(200)可以检测热度的相对快速升高和/或烟的存在等，并相应地在喷洒器系统检测 到热度快速升高和/或烟的存在之前使风扇系统(10)停止或者减速。检测器(200)甚至 可以设置成与ESFR系统相联通，并可以触发该系统，以作为影响风扇系统(10)的运转和/ 或触发一个或多个类型的警报的附加功能或替代功能。当然，在某些型式中，检测器(200) 可以限制成仅影响风扇系统(10)的运转，而不与任何其它的装置或系统相联通，或者可以与没有在本文中明确提及的装置或系统相联通。碰撞/不平衡检测器和自动停止装置如上所述，本实例的风扇系统(10)包括加速计(300)。在发生碰撞或者显著不平衡状况时，加速计(300)可以检测到由碰撞或不平衡导致的横向加速度，并且可以发送 相应的信号到电路板(84)。虽然在本实例中，加速计(300)结合到控制箱(80)内，应该 理解到，作为替代，加速计(300)可以设置在分离的模块中，该分离的模块附接到风扇系统 (10)，并且控制箱(80)可以是分离的模块，该分离的模块附接到风扇系统(10)或者位于远 处。对于本领域的技术人员而言，在本文的教导下，采用用于加速计(300)的其它适当位置 或者将加速计(300)合并到风扇系统(10)内的其它适当方式是显而易见的。可以理解到，可以采用各种方式使得来自加速计(300)的信号影响风扇系统(10) 的运转。例如，来自加速计(300)的信号可以初启受控的减速序列，以使得风扇系统(300) 逐渐受控停止。可供选择地，来自加速计(300)的信号可以仅引起电源(88)与马达(50) 脱离连接(例如，通过断开在电路板(84)上的或者在控制箱(80)内的其它地方的开关， 等等)。可供选择地，来自加速计(300)的信号可以初启紧急停止序列，在该紧急停止序列 中，电源用于迫使风扇系统(10)立即停止。通过本文的教导，对于本领域的技术人员来说， 采用用于使来自加速计(300)的信号影响风扇系统(10)的运转的其它方式是显而易见的。 还可以理解到，加速计(200)的敏感度是可调的，以便允许不平衡、运动或者轻微接触的可 接受的水平，而不错误地触发紧急停止序列。另外，由于加速计(200)的敏感度是可调节的，风扇系统(10)可以配置成使得由 加速计(200)感测到的不同状况可以产生不同的结果。例如，如果加速计(200)检测到风 扇系统(10)中有显著的减速(例如，由移入并停留在风扇叶片(20)的路径内的刚性障碍 物引起，等等)，控制箱(80)可迫使风扇系统(10)立即停止；而如果加速计(200)检测到 风扇系统(10)中的轻微减速(例如，由飞行的碎片碰撞风扇叶片(20)引起)，控制箱(80) 仅使风扇系统(10)减速以逐渐暂停或者临时停止，等等。当然，可以使用响应于各种状况 的任何其它适当的一个或者多个控制响应。另外，可以使用加速计(200)的任何适当的替 代物，用于检测上述各个状况中的的任一种状况或者用于检测其它状况。已经示出并描述了本发明的各种实施例，对于本文所述的方法和系统的另外的适 应性方法和系统可以由本领域的技术人员在不脱离本发明的保护范围的情况下通过适当 的修改完成。这些潜在修改型式中的几个已经提及，其它修改型式对于本领域的技术人员 来说是显而易见的。例如，上述的实例、实施例、几何形状、材料、尺寸、比率、步骤等仅是示 例性的而不是必需的。因此，本发明的保护范围应该根据下面的权利要求进行考虑，并且本 发明的保护范围不限于在本说明书和附图中所述和所示的结构和操作的细节。
权利要求
一种风扇系统，该风扇系统包括(a)轮毂，其中该轮毂配置成用于旋转；(b)安装在轮毂上的多个风扇叶片；(c)驱动系统，其中该驱动系统包括可旋转的中空输出轴，该中空输出轴与轮毂相联，该驱动系统可操作成通过中空输出轴使轮毂旋转；以及(d)穿过中空输出轴而插入的静止管，其中该静止管配置成在中空输出轴旋转时保持静止，该静止管限定纵向开口。
2.根据权利要求1所述的风扇系统，还包括轮毂安装板，其中该轮毂安装板固定到中 空输出轴，轮毂固定到轮毂安装板。
3.根据权利要求1所述的风扇系统，其中驱动系统包括马达，该马达具有内部转子和 外部定子。
4.根据权利要求1所述的风扇系统，其中驱动系统包括与变速箱相连接的马达。
5.根据权利要求4所述的风扇系统，其中中空输出轴穿过变速箱延伸。
6.根据权利要求4所述的风扇系统，其中变速箱具有包括顶部部分和底部部分的外 壳，静止管与变速箱的外壳的顶部部分相接合。
7.
8.根据权利要求6所述的风扇系统，还包括固定到变速箱的外壳的至少一个板，该至 少一个板配置成限制静止管的竖向运动。
9.根据权利要求1所述的风扇系统，其中所述静止管大致为圆形。
10.根据权利要求1所述的风扇系统，其中所述静止管具有顶端和底端，静止管的底端 突伸到轮毂下方。
11.根据权利要求1所述的风扇系统，还包括介于轮毂和静止管之间的轴承或轴衬。
12.根据权利要求1所述的风扇系统，还包括具有中空延伸部的安装构件，其中所述中 空延伸部限定纵向开口。
13.根据权利要求12所述的风扇系统，其中中空延伸部的纵向开口基本上与静止管的 纵向开口同轴。
14.根据权利要求1所述的风扇系统，还包括(a)固定到驱动系统的非旋转的板；以及(b)固定到轮毂的多个支架，其中所述支架配置成随轮毂一起旋转，每个支架具有定位 在非旋转的板上方的向内延伸的部分。
15.根据权利要求1所述的风扇系统，还包括(a)与驱动系统相联通的控制模块；以及(b)与控制模块相联通的检测器。
16.根据权利要求15所述的风扇系统，其中检测器包括热检测器，所述热检测器配置 成响应于对热度的升高超过阈值速率进行的检测而向控制模块发送信号。
17.根据权利要求15所述的风扇系统，其中检测器包括烟抽吸检测器，所述烟抽吸检 测器配置成响应于对烟进行的检测而向控制模块发送信号。
18.根据权利要求15所述的风扇系统，其中检测器包括加速计，其中加速计配置成响 应于对风扇系统的碰撞或风扇系统的不平衡进行的检测而向控制模块发送信号。
19.一种风扇系统，该风扇系统包括(a)轮毂，其中该轮毂配置成用于旋转；(b)安装在轮毂上的多个风扇叶片；(c)驱动系统，其中该驱动系统包括⑴马达；( )与马达相关联地接合的变速箱；以及(iii)与变速箱相关联地接合的可旋转的中空输出轴，其中该中空输出轴还与轮毂相 关联地接合，驱动系统可操作成通过中空输出轴使得轮毂旋转；以及(d)穿过中空输出轴而插入的静止管，其中所述静止管配置成当中空输出轴旋转时保 持静止，所述静止管限定纵向开口。
20. 一种风扇系统，该风扇系统包括(a)轮毂，其中该轮毂配置成用于旋转；(b)安装在轮毂上的多个风扇叶片；(c)驱动系统，其中该驱动系统包括⑴马达；( )与马达相关联地接合的变速箱，变速箱具有外壳，所述外壳包括顶部部分和底部 部分，和(iii)与变速箱相关联地接合的可旋转的中空输出轴，其中该中空输出轴还与轮毂相关联地接合，中空输出轴具有顶端和底端，驱动系统可操作成通过中空输出轴使得轮毂旋 转；以及(d)穿过中空输出轴而插入的静止管，所述静止管具有顶端和底端，静止管的顶端终止 于变速箱外壳的顶部部分处或者变速箱外壳的顶部部分上方，静止管的底端终止于中空输 出轴的底端下方，其中所述静止管配置成当中空输出轴旋转时保持静止，所述静止管限定 纵向开口。
全文摘要
一种风扇系统，包括轮毂、多个风扇叶片、驱动系统和静止管。轮毂配置成用于旋转。风扇叶片安装在轮毂上；驱动系统包括可旋转的中空输出轴；中空输出轴与轮毂相联，使得该驱动系统可操作成通过中空输出轴而使轮毂旋转；静止管穿过中空输出轴插入。静止管配置成在中空输出轴旋转时保持静止。电线等可以穿过静止管插入，以到达安装在静止管底部处的附件。所述风扇系统还包括检测器，例如热检测器、烟检测器或者加速计。检测器可以响应于对某些条件的检测，使风扇系统断电。
文档编号H02P1/04GK101821934SQ200880111034
公开日2010年9月1日 申请日期2008年10月9日 优先权日2007年10月10日
发明者J·史密斯, R·奥利森, R·安斯利, R·菲泽尔 申请人:德尔塔T公司