DE212007000038U1

DE212007000038U1 - Ventilator mit Temperaturanzeige

Info

Publication number: DE212007000038U1
Application number: DE212007000038U
Authority: DE
Original assignee: FASCINATIONS Inc Seattle; Fascinations Inc
Current assignee: FASCINATIONS Inc Seattle; Fascinations Inc
Priority date: 2006-01-13
Filing date: 2007-01-12
Publication date: 2008-12-11
Anticipated expiration: 2017-01-13
Also published as: WO2007084834A2; US20070166148A1; WO2007084834A3

Abstract

Elektrische Drehventilatoranordnung zum Erfassen und Anzeigen von Umgebungstemperatur mittels einer Nachbildwirkung, aufweisend:
ein Gehäuse;
einen in dem Gehäuse montierten elektrischen Motor;
eine Einrichtung zum Verbinden mit einer Energieversorgung;
eine Ventilatorflügelanordnung, die so verbunden ist, dass sie von dem Motor gedreht wird;
einen an die Ventilatorflügelanordnung montierten Temperatursensor zum Liefern eines analogen elektrischen Ausgangssignals, das einer erfassten Temperatur entspricht;
eine LED-Anordnung, die an einen Ventilatorflügel montiert ist, um durch die Ventilatorflügeldrehung durch einen Bereich im Sichtfeld eines Betrachters bewegt zu werden;
eine Synchronisationseinrichtung zum Liefern eines Synchronisationssignals, das eine Drehposition der Ventilatorflügelanordnung anzeigt;
eine Einrichtung zum Empfangen des analogen elektrischen Ausgangssignals von dem Temperatursensor und zum Wandeln des analogen Signals in ein entsprechendes digitales Ausgangssignal; und
einen Mikrocontroller und Anzeigetreiber, der so verbunden ist, dass er das digitale Ausgangssignal und das Synchronisationssignal empfängt und eine Ausgabe liefert, die LEDs der Anordnung entsprechend...

Description

IN VERBINDUNG STEHENDE ANMELDUNGEN
Es wird Priorität aus der am 13. Januar 2006 eingereichten Anmeldung Nr. 60/759184 beansprucht, deren Offenbarung hierin durch Bezugnahme aufgenommen ist.
GEBIET DER ERFINDUNG
Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Drehventilatoranordnung, die die Umgebungstemperatur erfasst und die Umgebungstemperatur mittels der Nachbildwirkung anzeigt.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Es gibt zahlreiche Vorrichtungen des Standes der Technik, einschließlich elektrischer Ventilatoranordnungen, die sich drehende LED-Anordnungen bereitstellen, um Bildanzeigeinformation/-daten mittels Nachbildwirkung oder Bildnachwirkung zu erzeugen.
Zum Beispiel lehrt US 2002/0135541 , veröffentlicht am 26. September 2002, erteilt als US 6 856 303 an Kowalewski, ein Drehanzeigesystem, in dem eine Reihe von individuell mit Energie versorgten LEDs in einer zylindrischen Ebene bewegt werden, um extern erzeugten Text und extern erzeugte Graphiken, die möglicherweise Börsenkurse umfassen, anzuzeigen; und US 6 037 876 , erteilt im März 2000 an Crouch, lehrt eine Ventilatoranordnung mit beleuchteter Nachricht mit einer Reihe von individuell mit Energie versorgten, an Ventilatorflügel montierten Lichtquellen zum Anzeigen von intern erzeugten oder extern übertragenen Bildern. Die Offenbarungen der beiden oben genannten Veröffentlichungen sind hierin durch Bezugnahme aufgenommen.
Im Stand der Technik wird jedoch keine elektrische Drehventilatoranordnung gelehrt, die sowohl die Umgebungstemperatur erfasst als auch die erfasste Temperatur mittels einer Nachbildwirkung anzeigt oder einen beliebigen anderen Umgebungszustand erfasst und mittels einer Nachbildwirkung anzeigt.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Eine Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung einer elektrischen Drehventilatoranordnung, die sowohl die Umgebungstemperatur erfasst als auch die Umgebungstemperatur durch die Nachbildwirkung anzeigt.
Eine zusätzliche Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung einer derartigen Ventilatoranordnung, die die Temperatur der Luft erfasst, während diese tatsächlich durch die Ventilatorflügelanordnung strömt.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines derartigen Ventilators, in dem ein Temperatursensor entfernt von Teilen der Ventilatoranordnung, die der Erwärmung durch den Ventilatormechanismus ausgesetzt sind, an den Ventilatorflügel montiert ist, so dass die Temperatur der Umgebungsluft genau gemessen wird.
Gemäß einem Aspekt schafft die Erfindung eine elektrische Ventilatoranordnung von einem Typ mit einem mit einer Anordnung von Lichtemissionsvorrichtungen versehenen Drehventilatorflügel, einer Datenversorgung, einem Ventilatorflügelpositionssynchronisationsschalter und einem Mikrocontroller und Anzeigetreiber zur selektiven Versorgung der Lichtemissionsvorrichtungen mit Energie, wenn der Ventilatorflügel in einer synchronisierten Position ist, um die Daten mittels einer Nachbildwirkung anzuzeigen, wobei die Daten von einem Temperatursensor geliefert werden, der an einem Teil der elektrischen Ventilatoranordnung montiert ist, der sich entfernt von einem Wärmeerzeugungsbereich davon befindet, so dass die Umgebungslufttemperatur in einem Bereich, durch den sich der Ventilatorflügel während der Drehung bewegt, angezeigt wird.
Die entstehende Ventilatoranzeige ist durch das Anzeigen der Umgebungslufttemperatur für Benutzer sowohl lustig als auch informativ.
Da Temperatur eine analoge Größe ist, ist in der Praxis ein Analog-zu-Digital-Wandler notwendig, um digitale Signale für das Ansteuern der LED-Anordnung zu liefern. Ein solcher Analog-zu-Digital-Wandler kann als eine separate Einheit vorgesehen sein, als eine Baugruppe mit dem Temperatursensor selbst kombiniert sein oder als eine Baugruppe mit dem Mikrocontroller kombiniert sein.
Der Temperatursensor kann an die Ventilatorflügelanordnung, vorzugsweise an den Ventilatorflügel, montiert sein, so dass die Temperatur der Umgebungsluft erfasst wird, während sie durch die Ventilatorflügelanordnung strömt, was ein äußerst genaues Ergebnis erlaubt, das der Temperatur des Luftstroms entspricht, der tatsächlich in Richtung des Benutzers geblasen wird.
Es ist ferner zu bevorzugen, dass die LED-Anordnung, der Mikrocontroller und Anzeigetreiber und der Temperatursensor auf eine gemeinsame Leiterplatte montiert sind, die an einem gemeinsamen Ventilatorflügel angebracht ist.
Dies schafft eine kompakte Struktur, die durch herkömmliche Massenproduktionstechniken montiert werden kann, was eine kostengünstige Massenproduktion ermöglicht.
Es ist außerdem zu bevorzugen, dass die Synchronisationseinrichtung einen Fototransistor aufweist, der auf die gemeinsame Leiterplatte an dem Ventilatorflügel montiert ist und für eine Momentanerfassung einer in dem Ventilatorgehäuse montierten LED während jeder Drehung der Ventilatorflügelanordnung ausgerichtet ist, um das Synchronisationssignal zu liefern.
Dies ermöglicht, dass alle drei aktiven Elemente mit dem Ventilatorflügel als eine einzige Einheit montiert werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Für ein besseres Verständnis der Erfindung wird eine spezielle Ausführungsform davon jetzt nur beispielhaft und mit Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben. In denen sind:
1 eine schematische perspektivische Ansicht eines Temperaturerfassungs- und -anzeigeventilators gemäß der Erfindung, wobei der Ventilatorschutz der Klarheit halber weggelassen ist;
2 eine entlang Linie 2-2 aus 1 genommene schematische Schnittansicht;
3 eine schematische Vorderansicht des Ventilators im Betrieb, der eine erfasste Temperatur anzeigt;
4 ein Blockdiagramm, das die Hauptelemente der Temperaturerfassungs- und -anzeigeschaltung des Ventilators zeigt;
5 ein Schaltungsdiagramm der in 4 gezeigten Energieversorgungselemente; und
6 ein Schaltungsdiagramm des in 4 gezeigten Temperaturerfassungs- und -anzeigeelements.
GENAUE BESCHREIBUNG
Wie in 1 bis 3 gezeigt, weist der Temperaturerfassungs- und -anzeigeventilator 1 eine Standbasis 2 auf, die ein Gehäuse 3 für einen Ventilatormotor 4 trägt, der eine Statorwicklung 5 aufweist, die eine an einem Ende einer Antriebswelle 7 befestigte Rotorwicklung 6 umgibt. Das andere Ende der Antriebswelle ragt aus dem Motorgehäuse 3 heraus und ist an einer Nabe 8 befestigt, die mit Ventilatorflügeln in einem Stück 9 geformt ist, um eine Ventilatorflügelanordnung 10 zu bilden. Die Antriebswelle 7 trägt auch eine sekundäre Wicklung 11 eines 1:1-Drehtransformators 12.
Eine auf eine Leiterplatte montierte Gleichrichter/Filter- und Hochfrequenzinvertereinheit 13 ist in dem Motorgehäuse 3 montiert und hat einen Niedrigspannungseingangsleistungsabgriff 14 von der Statorwicklung 5 des Motors und Leistungsausgangsleitungen 15 bzw. 17, die mit einer Infrarot-LED 16 eines Synchronisationsschalters an einer Vorderseite des Motorgehäuses 3 hinter den Ventilatorflügeln bzw. mit der primären Wicklung 18 des Drehtransformators 12 verbunden sind.
Eine auf einer Leiterplatte montierte Gleichrichter/Filter- und Spannungsreglereinheit 19 ist in einem rückseitigen Hohlraum 20 in der Nabe 8 befestigt.
Ein IR-Fototransistor 22, ein Mikrocontroller 23 und ein Thermistor 24 sind auf der Anzeige-Leiterplatte 25 montiert und eine einreihige LED-Anordnung 27 ist versetzt davon auf einer vorderen Fläche montiert. Die Leiterplatte ist an der rückseitigen Fläche eines der Ventilatorflügel befestigt, so dass die LED-Anordnung 26 in Ausrichtung mit einem sich radial erstreckenden Fenster 27 in dem Flügel ist und der Fototransistor radial in Ausrichtung mit der LED 16 für deren Momentanerfassung während jeder Drehung des Ventilatorflügels zwecks Schaltung ist, um den Synchronisationsschalter zu schaffen.
Die Netzleistung wird dem Motor durch die Bedienung des an dem Motorgehäuse 3 montierten Netzschalters 30 über ein Netzanschlusskabel 29 geliefert, so dass die LED-Anordnung während jeder Flügeldrehung beleuchtet wird, um einen numerischen Hinweis 31 auf die von dem Thermistor 24 erfasste Umgebungstemperatur an der Oberseite des von den Ventilatorflügeln durchlaufenen Bereichs und die Maßeinheit 32 an dessen Unterseite anzuzeigen, wie in 3 gezeigt.
Zusammenfassend weisen, wie in 4 gezeigt, die Hauptschaltungselemente einen Gleichrichter/Filter und Hochfrequenzinverter 13 auf, der mit einer Wicklung verbunden ist, um eine reduzierte Spannung von dem Stator des Ventilatormotors 4 abzugreifen. Der Hochfrequenzinverter 13 liefert der IR-LED 16 einen Niederspannungsgleichstrom und dem primären Teil 18 des Drehtransformators 12 eine Hochfrequenzrechteckwelle (z. B. 18 kHz). Der Gleichrichter/Filter und Spannungsregler 19 ist mit dem sekundären Teil 11 des Transformators verbunden, um die darin induzierte Hochfrequenzrechteckwelle zu empfangen und eine gleichgerichtete und regulierte Gleichstromausgabe zu liefern, um den Thermistor 24, den Phototransistor 22, den Mikrocontroller/Analog-zu-Digital-Wandler/Anzeigetreiber 23 und die LED-Anordnung 26 mit Energie zu versorgen.
Wie in 5 im Detail gezeigt, ist eine Gleichrichtungsstufe 35 des Gleichrichters/Filters und Hochfrequenzinverters 13 aus einem Satz von Gleichrichtungsdioden D21–D24 parallel zu dem Filterkondensator C21 gebildet, der zum Liefern eines geglätteten Niederspannungsgleichstroms an die IR-LED D25 (16), vorgespannt durch einen Widerstand R21, für einen kontinuierlichen Betrieb und an die Hochfrequenzinverterstufe 36, die IC U21 aufweist (Teil TL494, hergestellt von Texas Instruments aus Dallas TX, wobei die Impulsbreitenmodulationseinrichtung außer Betrieb ist) verbunden ist. Widerstände R22 und C22 bestimmen die Schwingungsfrequenz. IC U21 ist verbunden, um eine Gegentakt-H-Brücke zu treiben, in der Transistorpaare Q21, Q24 und Q22, Q23 abwechselnd von IC-Anschlüssen C1, E1 bzw. C2, E2 getrieben werden, um eine Rechteckwelle an den primären Teil 18 des Drehtransformators 12 zu liefern. Die Dioden D26–D29 klemmen hohe Spannungsübergänge, die sich über dem primären Teil 18 des Drehtransformators 12 entwickeln.
In dem Gleichrichter/Filter und Spannungsregler 19 wird die in dem sekundären Teil 11 induzierte Rechteckwelle von einem Satz von Gleichrichtungsdioden D11–D14 parallel zu dem glättenden Filterkondensator C11 gleichgerichtet und geglättet und an den Spannungsregler U11 ausgegeben (Teil LM317, hergestellt von National Semiconductor Santa Clara, CA). Widerstände R11 und R12 stellen die korrekte regelnde Reaktion des Spannungsreglers ein. Die Ausgabe von dem Spannungsregler U11 liefert in Verbindung mit einem Kondensator C12 zur Verbesserung des Einschwingverhaltens Niederspannungsgleichstrom (z. B. 3 V) für den Betrieb des Thermistors 24, des Fototransistors 22 des Synchronisationsschalters, des Mikrocontrollers, Analog-zu-Digital-Wandlers und Anzeigetreibers 23 und der in 6 gezeigten LED-Anordnung 26.
Der Mikrocontroller, Analog-zu-Digital-Wandler und Anzeigetreiber 23 (U1) sind Teile eines von Silicon Laborstories aus Austin, TX, hergestellten C8051F334. C2CK und C2D sind Programmladungseingaben in entsprechende Anschlüsse Rst/C2CK und P2.0/C2D des Mikrocontrollers. Der Kondensator C1 hält den Mikroprozessor anfangs beim Einschalten im Rücksetz-Modus, bis er vollständig betriebsbereit sind. Der Thermistor 24 liefert ein der erfassten Umgebungstemperatur entsprechendes analoges Spannungssignal, das von dem Analog-zu-Digital-Wandler des Mikrocontrollers über den Anschluss PO.3 erfasst wird und in ein digitales Signal umgewandelt wird, das die angeordneten LEDs D1–D12 (26) während jeder Drehung des Ventilatorflügels in Intervallen entsprechend der Drehposition, wie sie von der Programmierung des Mikrocontrollers bestimmt wird, selektiv beleuchtet, wobei Signale von dem Schaltfototransistor 22, der mit dem Anschluss PO.1 verbunden ist für einen Synchronismus sor gen. C2 ist ein Bypasskondensator.
Obwohl eine Synchronisation durch eine Kombination aus LED- und Fototransistor erlangt wird, können andere Typen von Synchronisationsschaltern, die magnetische Einrichtungen, wie z. B. Reedschalter, und andere elektromagnetische Vorrichtungen oder optische Vorrichtungen nutzen, verwendet werden.
Der Niederspannungswechselstrom könnte statt von dem Motorwicklungsabgriff von einem Transformator geliefert werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- US 2002/0135541 [0004]
- US 6856303 [0004]
- US 6037876 [0004]

Claims

Elektrische Drehventilatoranordnung zum Erfassen und Anzeigen von Umgebungstemperatur mittels einer Nachbildwirkung, aufweisend: ein Gehäuse; einen in dem Gehäuse montierten elektrischen Motor; eine Einrichtung zum Verbinden mit einer Energieversorgung; eine Ventilatorflügelanordnung, die so verbunden ist, dass sie von dem Motor gedreht wird; einen an die Ventilatorflügelanordnung montierten Temperatursensor zum Liefern eines analogen elektrischen Ausgangssignals, das einer erfassten Temperatur entspricht; eine LED-Anordnung, die an einen Ventilatorflügel montiert ist, um durch die Ventilatorflügeldrehung durch einen Bereich im Sichtfeld eines Betrachters bewegt zu werden; eine Synchronisationseinrichtung zum Liefern eines Synchronisationssignals, das eine Drehposition der Ventilatorflügelanordnung anzeigt; eine Einrichtung zum Empfangen des analogen elektrischen Ausgangssignals von dem Temperatursensor und zum Wandeln des analogen Signals in ein entsprechendes digitales Ausgangssignal; und einen Mikrocontroller und Anzeigetreiber, der so verbunden ist, dass er das digitale Ausgangssignal und das Synchronisationssignal empfängt und eine Ausgabe liefert, die LEDs der Anordnung entsprechend der erfassten Temperatur und der Drehposition der Ventilatorflügelanordnung selektiv beleuchtet, so dass die Temperatur von Umgebungsluft erfasst und mittels der Nachbildwirkung in dem Bereich, durch den sich der Ventilatorflügel bewegt, angezeigt wird.
Elektrische Drehventilatoranordnung nach Anspruch 1, wobei die Einrichtung zum Empfangen des analogen elektrischen Ausgangssignals von dem Temperatursensor und zum Wandeln des analogen Signals in ein entsprechendes digitales Ausgangssignal als eine Baugruppe mit dem Mikrocontroller kombiniert ist.
Elektrische Drehventilatoranordnung nach Anspruch 1, wobei der Temperatursensor an einen Ventilatorflügel der Ventilatorflügelanordnung montiert ist, so dass die Temperatur der Umgebungsluft erfasst wird, während sie durch die Ventilatorflügelanordnung strömt.
Elektrische Drehventilatoranordnung nach Anspruch 3, wobei die LED-Anordnung, der Mikrocontroller und Anzeigetreiber und der Temperatursensor auf eine gemeinsam Leiterplatte montiert sind, die an einem gemeinsamen Ventilatorflügel angebracht ist.
Elektrische Drehventilatoranordnung nach Anspruch 4, wobei die Synchronisationseinrichtung einen Fototransistor, der auf die gemeinsame Leiterplatte montiert ist, und eine LED, die an das Gehäuse montiert ist, aufweist, die für eine gegenseitige Momenterfassung während jeder Drehung der Ventilatorflügelanordnung ausgerichtet sind, um das Synchronisationssignal zu liefern.
Elektrische Drehventilatoranordnung zum Erfassen und Anzeigen von Umgebungstemperatur mittels einer Nachbildwirkung, aufweisend: ein Gehäuse; einen in dem Gehäuse montierten elektrischen Motor; eine Einrichtung zum Verbinden mit einer Energieversorgung; eine Ventilatorflügelanordnung, die so verbunden ist, dass sie von dem Motor gedreht wird; einen Temperatursensor, der an einer Stelle an einen Teil der Ventilatoranordnung montiert ist, die von einem Wärmeerzeugungsbereich davon entfernt ist, zum Liefern eines analogen elektrischen Ausgangssignals, das einer erfassten Temperatur entspricht; eine an einen Ventilatorflügel montierte LED-Anordnung, um durch die Ventilatorflügeldrehung durch einen Bereich im Sichtfeld eines Betrachters bewegt zu werden; eine Synchronisationseinrichtung zum Liefern eines Signals, das eine Drehposition der Ventilatorflügelanordnung anzeigt; einen Analog-zu-Digital-Wandler zum Wandeln des analogen elektrischen Ausgangssignals von dem Temperatursensor in ein entsprechendes digitales Ausgangssignal; und einen Mikrocontroller und Anzeigetreiber, der so verbunden ist, dass er die Signale von dem Analog-zu-Digital-Wandler und der Synchronisationseinrichtung empfängt, und so programmiert ist, dass er ein Ausgangssignal liefert, um LEDs der Anordnung entsprechend der erfassten Temperatur und der Drehposition der Ventilatorflügelanordnung selektiv zu beleuchten, so dass die Temperatur von Umgebungsluft erfasst und mittels der Nachbildwirkung in dem Bereich, durch den sich die LED-Anordnung bewegt, angezeigt wird.
Elektrische Drehventilatoranordnung nach Anspruch 1, wobei der Analog-zu-Digital-Wandler als eine Baugruppe mit dem Mikrocontroller kombiniert ist.
Elektrische Drehventilatoranordnung zum Anzeigen von Information/Daten mittels einer Nachbildwirkung von einem Typ, der aufweist: ein Gehäuse; einen in dem Gehäuse montierten elektrischen Motor; eine Einrichtung zum Verbinden mit einer Energieversorgung; eine Ventilatorflügelanordnung, die so verbunden ist, dass sie von dem Motor gedreht wird; eine LED-Anordnung, die an einen Ventilatorflügel montiert ist, um durch die Ventilatorflügeldrehung durch einen Bereich im Sichtfeld eines Betrachters bewegt zu werden; eine Synchronisationseinrichtung zum Liefern eines Synchronisationssignals, das eine Drehposition der Ventilatorflügelanordnung anzeigt; einen mit den LEDs der Anordnung verbundenen Mikrocontroller und Anzeigetreiber, dem anzuzeigende Daten geliefert werden und der dafür programmiert ist, eine digitale Ausgabe zu liefern, um LEDs in Verbindung mit Signalen von der Synchronisationseinrichtung selektiv zu beleuchten, um die gelieferten Daten mittels der Nachbildwirkung anzuzeigen, wobei die Verbesserung darin besteht, dass die Einrichtung zum Liefern von Anzeigedaten an den Mikrocontroller und Anzeigetreiber einen Tempe ratursensor aufweist, der an einen Teil der Ventilatoranordnung montiert ist, der von einem Wärmeerzeugungsbereich davon entfernt ist, so dass die angezeigten Daten der von dem Temperatursensor erfassten Umgebungstemperatur entsprechen.
Elektrische Drehventilatoranordnung nach Anspruch 7, wobei von dem Temperatursensor gelieferte Daten analoge Daten sind und der Mikrocontroller und Anzeigetreiber einen Analog-zu-Digital-Wandler aufweist.
Elektrische Drehventilatoranordnung zum Anzeigen von Information/Daten mittels einer Nachbildwirkung von einem Typ mit einem mit einer Anordnung von Lichtemissionsvorrichtungen versehenen Drehventilatorflügel; einer Datenversorgung, einem Ventilatorflügelpositionssynchronisationsschalter und einem Mikrocontroller und Anzeigetreiber, der mit der Datenversorgung und dem Synchronisationsschalter verbunden ist, um die Lichtemissionsvorrichtungen selektiv mit Energie zu versorgen, um die Daten mittels einer Nachbildwirkung in einem Bereich anzuzeigen, durch den sich der Ventilatorflügel während seiner Drehung bewegt, wobei die Daten von einem Temperatursensor geliefert werden, der an einen Teil der elektrischen Ventilatoranordnung montiert ist, der entfernt von einem Wärmeerzeugungsbereich davon ist, so dass die Umgebungslufttemperatur angezeigt wird.