CN110248703A - 流体流动控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明总体上涉及一种用于控制流体流动的装置。所述装置具有多个马达组件，所述多个马达组件安装在围绕安装套环的等距点处。细长环形外壳体围绕马达组件并从马达组件向外间隔开，并且与所述马达组件一起限定环形空气通道。外壳体具有中心纵向轴线、用于接收环境空气的开口前端和用于排放空气强制流体的开口后端。所述装置具有支撑结构和流体流动组件，所述外壳体安装在所述支撑结构上。转台联接到所述支撑结构以用于旋转，并且致动组件用于升高和降低所述外壳体，其中所述致动组件联接在所述支撑结构和所述外壳体的外表面之间。

Description

流体流动控制装置

技术领域

本发明总体上涉及一种用于控制流体流动的装置。更具体地，本发明涉及使用流体流动控制装置的消防装备，所述流体流动控制装置产生用于消防的高速空气强制流体。

本发明还涉及一种用于实现流体的受控分散以实现特定流动模式的装置。这种流动模式在广泛的应用中是令人感兴趣的，诸如抑尘、正压通气、化学品和气溶胶喷雾、人群控制、工业清洁、冷却环境温度、制造人造雪、对飞行器除冰，作为轻型飞行器或其他交通工具的推进源和其他应用。

虽然本发明适用于上面提到的任何应用以及其他应用，但是本文将关于其应用于消防进行描述。然而，应理解，本发明不限于此，并且本发明的方面可能需要针对其在其他领域中的应用进行修改，对本领域技术人员来说将是显而易见的。

背景技术

应注意，本文对现有技术的引用不应被视为承认这种现有技术构成本领域的公知常识。

流体可以定义为能够流动的并且当受到倾向于改变其形状的力的作用时以稳定的速率改变其形状的物质，液体或气体。例如，这包括诸如水、空气、氧气和气体的物质。

流体动力学是对运动中的流体和相对应现象的研究。运动中的流体具有速度，就像运动中的固体物体具有速度一样。与固体的速度一样，流体的速度是每单位时间的位置变化率。在流体动力学中，体积流速是每单位时间流过的流体的体积；通常用符号Q表示。SI单位为m³/s(立方米/秒)。流体速度可受流体的压力、流体的粘度和流体在其中行进的容器的横截面积的影响。这些因素根据流体流动的性质影响流体速度。

流体动力学和流体流动在消防中尤其重要。与消防操作相关的主要危险是可燃材料造成的有毒环境。由于毒性环境而产生的四个主要风险是烟雾、缺氧、高温和有毒气体。通常需要将以下三个因素结合在一起以起火并使其燃烧：可燃材料、氧气和燃点。全部消防方法都是基于消除用于其燃烧的基本要求中的一个或多个。

在许多火灾中，由于相当大的热量，消防员无法到达火灾中心，即使他们穿着耐热的衣服并使用特殊装备。如果火灾由于火灾的性质或环境而在大面积上延伸，则尤其如此。例如，矿井竖井火灾、隧道火灾、机场火灾或由有毒和易燃燃料产生的火灾。通常火灾的中心是已知的，但由于热量、烟雾、化学品或建筑物或结构倒塌的危险而无法到达。

同样的情况是，在汽油或化学火灾中，火的强度如此之大，以至于用于消防的水或化学品在到达火的核心之前会蒸发或分解。无论如何施加阻燃剂，他们都无法灭火。此外，大多数消防方法的设计仅是为了熄灭火焰而不是阻止火灾的向前进展。仅用水或化学品进行消防并不能阻止火势的发展。在快速蔓延的森林或灌木丛火灾中，消防通常无法有效阻止火势快速蔓延。

多年来，已经设计了许多不同的方法和装备，以试图有效地扑灭全部类型的火灾。已知用于消防的各种交通工具，诸如空中平台卡车、云梯卡车、泵浦消防车和罐车。为了消防目的而推进水的常规方法包括在压力下通过喷嘴泵送水。这些常规方法的一个示例是使用安装在交通工具上或从平台或云梯延伸的监测器。消防监测器用于控制流体(诸如水)从安装到喷嘴的出口和连接到流体供应的入口的流动。通常，管道段连接在一起以形成弯曲的流体通道并安装成允许管道段的铰接，使得出口的位置可以变化。它们可以手动控制或者可以由马达驱动，马达是硬连线的或连接到控制器进行无线传输。监测器可以通过电动、液压或气动致动器系统移动。

当涉及消防时，这种方法所达到的推进距离是有限的。风的阻力很快将水流分解成水滴，风对水滴的阻力甚至更大。在推进水的距离比较长的地方，是通过以非常高的速度和压力泵送水来达到的。即使这样，所达到的距离也不是很大，水的使用速度也是值得怀疑的，尤其是在供水有限的条件或环境中。

已经开发了一些消防装置以试图通过将鼓风机与雾生成装置结合来增加推进距离。在所述示例中，提供具有喷水喷嘴的强大鼓风机的大型正压通气机已经被设计成将大量的空气输送到结构中，以迫使烟雾和有害气体通过不同的开口排出。然而，这些消防装置已经被证明仍然是有问题的，因为它们不能控制空气的排量并因此不能控制雾生成。

某些环境中的消防也为当前已知的去除用于火燃烧的基本要求中的一个或多个的装置和方法提出了重大问题。例如，工业火灾和爆炸每年给公司和政府造成数十亿美元的损失，更不用说生命损失了，这无法用金钱来描述。化工厂爆炸是破坏性的，并且指向需要改进的方法和装置，需要改进的方法和装置来扑灭由易燃物质引起的火灾。

常规的扑灭这些火灾的方法受到容纳和抑制火灾的性质和能力的限制。这也与隧道消防有关，在隧道中，强烈的热和烟雾会阻止扑灭火灾。需要一种消防装置，其能够快速安全地抑制和熄灭火灾以保护生命并防止财产和环境的破坏。

显然，如果能够设计出帮助至少改善上述一些缺点的用于控制流体流动的装置，则将是有利的。特别地，提供这种装置将是有益的，所述装置降低了消防员的危险，并且增加了通过喷嘴的水的压力和数量。

发明内容

根据第一方面，本发明提供了一种流体流动控制装置，其包括：多个马达组件，所述多个马达组件安装在围绕安装套环的等距点处；细长环形外壳体，所述细长环形外壳体围绕所述马达组件并且从所述马达组件向外间隔开并与马达组件一起限定环形空气通道，所述外壳体具有中心纵向轴线、用于接收环境空气的基本上开口前端和用于排放空气强制流体的基本上开口后端；支撑结构，所述细长环形外壳体安装在所述支撑结构上；流体流动组件，所述流体流动组件具有邻近支撑结构附接的流体入口和邻近中心纵向轴线并位于细长环形外壳体的开口后端内的流体出口；转台，所述转台联接到所述支撑结构，以允许支撑结构以圆弧旋转；以及致动组件，所述致动组件用于升高和降低环形外壳体，所述致动组件联接在支撑结构和细长环形外壳体的外表面之间。

优选地，流体流动控制装置可用于以下应用中的任一者或多者：a)消防；b)抑尘；c)正压通气；d)化学品和气溶胶喷雾；e)用于人群控制的区域封锁武器；f)工业清洁；g)冷却环境温度；h)制造人造雪；i)对飞行器除冰；或j)用于轻型飞行器或其他交通工具的推进源。

优选地，多个马达组件可以由以下中的任一者提供动力：a)电流；b)液压流体压力；c)气动压力；或d)高压流体。电流可以是DC电流或AC电流。

优选地，所述细长环形外壳体可以是圆柱形管状壳体，所述圆柱形管状壳体被设计成集中通过和来自所述流体流动控制装置的空气流，或者所述外壳体可以是空气动力学环形壳体，所述空气动力学环形壳体用作集中通过和来自所述流体流动控制装置的空气流的腔室。外壳体的开口前端可以具有后壳体凸缘，所述后壳体凸缘定位成包围多个马达组件中的每一个的入口凸缘。外壳体的开口后端可以具有前壳体凸缘，所述前壳体凸缘定位成包围多个马达组件中的每一个的空气输送壳体的出口。

优选地，支撑结构可以包括一对间隔开的直立部以及支撑基座，所述直立部限定了用于接收细长环形外壳体的安装组件的凹槽，所述细长环形外壳体通过插入在每个直立部和所述外壳体的所述安装组件之间的旋转构件可枢转地连接到所述直立部。优选地，旋转构件可以包括轴承组件和旋转轴，所述轴承组件在所述安装组件的相对侧处联接到每个直立部，并且所述旋转轴穿过所述轴承组件和所述安装组件两者。轴承组件可以包括在所述支撑结构的每个直立部中的轴颈轴承，以支撑所述细长环形外壳体的所述安装组件以进行枢转移动。替代地，旋转构件可以包括轴颈轴，所述轴颈轴穿过每个直立部中的孔和安装组件中的相对应孔，以支撑细长环形外壳体的安装组件以进行枢转移动。

优选地，马达组件安装套环可以适于装配在外壳体内，套环具有多个周向间隔开的支柱，所述支柱从中心毂径向延伸到套环以用于支撑多个马达组件。支柱可以围绕套环均匀地间隔开，使得多个马达组件围绕套环被等距间隔开和支撑。

优选地，联接到支撑结构的转台可以安装或可安装在表面上。转台可以联接到支撑结构，以允许流体流动控制装置以圆弧旋转，转台包括：第一板，其安装或可安装到表面；第二板，其安装或可安装到支撑结构的支撑基座；旋转装置，其安装在第一板和第二板之间，所述旋转装置允许流体流动控制装置以圆弧旋转；转台驱动组件，其安装到旋转装置以允许转台被顺时针和逆时针两者驱动；以及限位开关组件，其用于限制转台的旋转移动。

优选地，转台驱动组件可以由电流、液压流体压力、高压流体或气动压力中的任一者提供动力。电流可以是DC电流或AC电流。

优选地，致动组件还可以包括致动器，所述致动器连接在支撑结构的支撑基座和细长环形外壳体的外表面上的安装臂之间，以允许致动组件竖直地向上和向下移动外壳体，以调节外壳体相对于支撑结构的角位置。

优选地，致动器可以是具有延伸螺杆的线性致动器，致动器的第一端可枢转地附接到支撑基座，并且延伸螺杆的一端附接到外壳体上的安装臂，使得当螺杆延伸或缩回时，将调节流体流动控制装置的外壳体相对于支撑结构的竖直角位置。致动组件还可以包括至少一个限位开关，以限制流体流动控制装置的外壳体的竖直移动。

优选地，致动器可以由电流、液压流体压力、高压流体或气动压力中的任一者提供动力。电流可以是DC电流或AC电流。

优选地，每个马达组件可以包括围绕纵向中心轴线串行流动连通的风扇组件和空气输送组件。

优选地，风扇组件可以包括风扇马达和外风扇壳体，风扇马达在公共轴上驱动具有多个周向间隔开的风扇叶片的风扇转子，外风扇壳体围绕风扇马达和风扇叶片。

优选地，空气输送组件可以包括：环形外壳体，所述环形外壳体围绕马达组件的纵向中心轴线形成，环形外壳体具有用于接收风扇组件的基本上开口第一端和用于排放被所述风扇叶片压缩的所述环境空气的所述部分的基本上开口第二端；中心主体，其沿环形外壳体的纵向中心轴线延伸；多个周向间隔开的支柱，所述支柱在环形外壳体和中心主体之间径向延伸；并且其中所述环形外壳体、所述中心主体和所述支柱成形为集中由马达组件中的每一个的风扇叶片压缩的空气，以为所述流体流动控制装置提供强制空气供应。

优选地，环形外壳体可以包括：第一圆柱形主体，其具有第一端和第二端；圆柱形空气引导壳体，其具有输入端和输出端；并且其中第一圆柱形主体的第一端适于抵靠风扇组件的一端，并且所述第二端适于接收在空气引导壳体的输入端内。

优选地，中心主体可以包括：第一圆柱形主体部分，其具有第一端和第二端，所述第一主体部分在空气引导壳体的输入端和输出端之间沿马达组件的纵向中心轴线延伸；第一圆锥形端，其从所述第一主体部分的第一端延伸一段距离到顶端；以及第二输出端，其从所述第一主体部分的第二端延伸一段距离以形成圆形半球形端。

优选地，第一圆锥形端可以延伸到第一圆柱形主体中，使得第一圆锥形端的顶端邻近风扇组件定位。圆形半球形端可以延伸到位于环形外壳体的开口第二端外部的点。

优选地，多个周向间隔开的支柱可以具有与后缘间隔开的前缘，前缘和后缘相对于每个马达组件的纵向中心轴线成角度地形成。前缘和后缘可以相对于每个马达组件的纵向中心轴线形成的角度在20度至90度的范围内。替代地，前缘和后缘相对于每个马达组件的纵向中心轴线形成的角度可以是约60度。

优选地，流体流动组件还可以包括附接到流体出口的至少一个喷嘴。替代地，流体流动组件还可以包括附接到流体出口的多个喷嘴。

优选地，喷嘴可以被定位成从流体出口供应流体喷雾，并且当与开口后端中的空气流结合时，产生流体喷雾的浓缩流，或者大液滴的分散体，或者通过浓缩的高推力空气和流体的混合物实现的任何其他分散体组合。

优选地，所述流体流动组件还可以包括流体供应歧管，所述歧管包括至少一个流体容器和第一泵，所述至少一个流体容器被配置成保持流体，所述第一泵机械地联接到所述至少一个流体容器，并且被配置成以第一压力将所述流体从所述至少一个容器至少部分地泵送到所述流体入口中。

优选地，由所述流体流动控制装置分散的所述空气强制流体可以是任何持续变形的物质，液体或气体物质，诸如水、水基阻燃泡沫、化学基消防产品、二氧化碳、卤代烷哈龙或碳酸氢钠中的任一者。

优选地，所述流体流动控制装置还可以包括用于提供所述流体流动控制装置的远程操作的控制器。控制器可以是有线控制器或无线控制器。控制器可以被设计成提供所述转台驱动组件、所述致动组件、所述马达组件和所述流体流动组件的远程操作。

优选地，控制器还可以包括：微控制器，其具有中央处理单元、存储器、至少一个串行端口和至少一个数字可编程输入端和输出端以及至少一个模拟可编程输入端和输出端；以及主控制面板，其远程地连接到所述微控制器，所述主控制器具有至少一个用户接口，以及显示器，所述显示器被配置成呈现用于操作或控制流体流动控制装置的至少一个限定的参数。

优选地，控制器还可以包括单独的控制装置，所述单独的控制装置用于控制以下中的每一者：i)每个或全部马达组件的马达速度；ii)通过控制致动组件，环形外壳体相对于支撑结构的角位置；iii)通过控制转台驱动组件，流体流动控制装置的旋转位置；以及iv)通过控制流体流动组件的第一泵，流体流速。

替代地，控制器还可以包括单个控制装置，所述控制装置使用微控制器编程来控制以下中的每一者：i)每个或全部马达组件的马达速度；ii)通过控制致动组件，环形外壳体相对于支撑结构的角位置；iii)通过控制转台驱动组件，流体流动控制装置的旋转位置；以及iv)通过控制流体流动组件的第一泵，流体流速。

优选地，马达组件中的每一个还可以包括温度传感器，所述温度传感器邻近所述风扇马达安装以监测所述马达温度。温度传感器还可以包括连接到控制器的切断系统，以防止马达组件的过温操作。

优选地，当转台驱动组件、致动组件、马达组件和流体流动组件由液压流体压力提供动力时，流体流动装置还可以包括与液压流体贮存器流体连通的液压泵。液压泵可以由电动马达或原动机中的任一者提供动力。

优选地，当用于消防、抑尘、正压通气、化学品和气溶胶喷雾、用于人群控制的区域封锁武器、工业清洁、冷却环境温度或制造人造雪的应用中时，所述流体流动控制装置可以安装在附接到交通工具的可移动吊杆上的平台上。

根据另一方面，本发明提供一种控制流体流动控制装置的方法，其包括以下步骤：a)提供流体流动控制装置，所述流体流动控制装置包括所述第一方面的特征中的任一个；b)提供用于所述流体流动控制装置的动力源，其中所述动力源选自电流、液压流体压力、高压流体或气动压力中的任一者或多者；c)提供控制器，所述控制器被设计成提供所述转台驱动组件、所述致动组件、所述马达组件和所述流体流动组件的远程操作；d)给马达通电；e)操作控制器上的速度控制开关，以逐渐增加多个马达中的每一个的速度；f)稳定每个马达的速度，以产生从开口前端环境空气输入区域到开口后端空气排放区域的空气流；g)调节转台驱动组件以顺时针或逆时针方向旋转流体流动控制装置；h)调节致动组件以升高和降低环形外壳体以调节流体流动控制装置的竖直位置；以及i)给第一泵通电，所述第一泵机械地联接到至少一个流体容器的第一泵通电并且被配置成以第一压力将流体从至少一个容器至少部分地泵送到所述流体入口中，以将流体提供到流体出口，所述流体出口邻近中心线定位并且在流体流动控制装置的开口后端空气排放区域内，以产生来自流体流动装置的输出，所述输出组合并集中由马达组件的推力产生的空气流和来自流体出口的流体。

根据又一个方面，本发明提供了一种流体流动控制装置，其包括：多个马达，其安装在围绕壳体的等距点处，所述壳体包括：外整流罩，所述外整流罩基本上覆盖所述多个马达，所述外整流罩具有空气输入区域和空气输出区域；以及马达安装框架，所述马达安装框架位于所述外整流罩内并且围绕穿过所述外整流罩的中心线的轴线延伸；基座组件，所述基座组件支撑所述壳体和所述多个马达；流体导管，所述流体导管具有邻近所述基座组件附接的流体入口和邻近所述中心线定位并且在所述外整流罩的所述空气输出区域内的流体出口；转台，所述转台联接到所述基座组件，以允许所述流体流控制装置围绕竖直轴线以圆弧旋转；以及致动组件，所述致动组件联接到所述基座组件，以用于允许所述流体流动控制装置在水平轴线上向上或向下倾斜。

优选地，所述基座组件还可以包括枢转安装组件，所述枢转安装组件附接在所述壳体和所述转台之间，以允许所述致动组件竖直地向上和向下移动所述壳体，以相对于所述转台调节所述角位置。

优选地，枢转安装组件可以包括：第一基座部分，其固定到转台；和第二基座部分，其可枢转地安装到第一基座部分。第二基座部分可以通过枢转轴和轴承组件可枢转地安装到第一基座部分，所述轴承组件朝向第一基座部分和第二基座部分的任一端安装。

优选地，致动组件可以安装在第一基座部分和第二基座部分之间，以调节流体流动控制装置相对于转台的竖直角位置。致动组件可以包括具有延伸螺杆的致动器，致动器的第一端固定到第一基座部分，并且延伸螺杆的一端附接到第二基座部分，使得当螺杆延伸或缩回时，将调节流体流动控制装置相对于转台的竖直角位置。

优选地，致动器可以是线性致动器。优选地，致动组件还可以包括至少一个限位开关，以限制流体流动控制装置的竖直移动。优选地，致动器可以由电流、液压流体压力、高压流体或气动压力中的任一者提供动力。电流可以是DC电流或AC电流。

优选地，致动组件还可以包括用于提供致动组件的远程操作的控制器。控制器可以是有线或无线控制器。替代地，转台和致动构件控制器可容纳在用于控制转台和致动组件两者的单个遥控器内。

优选地，马达控制器还包括：微控制器，其具有中央处理单元、存储器、至少一个串行端口以及数字和模拟可编程输入端和输出端两者；以及主控制面板，其远程连接到所述微控制器。主控制器还可以包括至少一个用户接口以及显示器，所述显示器被配置成呈现用于操作或控制所述流体流动控制装置的至少一个限定的参数。

优选地，多个马达中的每一个还可以包括温度传感器，所述温度传感器邻近马达安装，以监测马达的温度。温度传感器还可以包括连接到控制器的切断系统，以防止马达的过温操作。

优选地，当用于消防、抑尘、正压通气、化学品和气溶胶喷雾、用于人群控制的区域封锁武器、工业清洁、冷却环境温度或制造人造雪的应用中时，所述流体流动控制装置可以安装在附接到交通工具的可移动吊杆上的平台上。

附图说明

根据下文给出的详细描述和本发明优选实施方案的附图，将更全面地理解本发明，然而，这些不应被认为是对本发明的限制，而仅用于解释和理解。

图1示出了根据本发明的实施方案的流体流动控制装置的空气输入端透视图；

图2示出了图1的流体流动控制装置的输出端透视图；

图3和图4示出了图1的流体流动控制装置的竖直移位；

图5示出了图1的流体流动控制装置的详细侧视图，示出了以分解图绘制的一个马达组件，所述分解图示出了马达组件的主要部件；

图6示出了图1的流体流动控制装置的移位部件的分解透视图；

图7示出了图1的外壳体和马达组件的输出端透视图；

图8示出了图1的流体流动控制装置的基座和转台的透视图；

图9示出了图1的流体流动控制装置的马达组件中的一个的透视分解图；

图10示出了在安装到图1的流体流动控制装置的安装套环之前处于组装状态的图9的马达组件；

图11示出了图9的马达组件的空气定向壳体的分解图；

图12示出了图11的空气定向壳体的组装视图；

图13示出了图12的空气定向壳体的平面图；

图14示出了沿图13的线A-A截取的剖视图；

图15示出了根据本发明的实施方案的流体流动控制装置的空气输入端透视图；

图16示出了图15的流体流动控制装置的详细侧视图，示出了以分解图绘制的一个马达组件，所述分解图示出了马达组件的主要部件；

图17示出了图15的流体流动控制装置的输出端透视图；

图18示出了图15的流体流动控制装置的基座和转台的透视图；

图19示出了安装在图15的流体流动控制装置的套环中的马达组件以及外整流罩的分解图；

图20示出了图15的流体流动控制装置的外整流罩的透视图；

图21示出了安装在图15的流体流动控制装置的套环中的马达组件的端视图；

图22示出了安装在图15的流体流动控制装置的套环中的马达组件的另一端视图；

图23示出了图21的马达组件和套环的分解图；

图24示出了套环的透视图，其中为了下面结构的清晰，移除了马达组件；

图25示出了从套环基座移除的图24的套环；

图26示出了马达组件和流体导管的透视图，其中为了清楚起见，移除了全部其他结构；

图27示出了图15的流体流动控制装置的单个马达组件和马达安装支架的透视图；

图28示出了流体流动控制装置的风扇马达组件的透视图；

图29示出了图28的风扇马达组件的主要部件的分解图；

图30示出了图28的风扇马达组件的涵道风扇壳体的透视图；

图31示出了图27的马达组件的定向空气壳体的透视图；

图32示出了安装在图1的流体流动控制装置的套环中的马达组件的端视图；

图33示出了根据本发明的一个方面的流体流动控制装置的示例性使用；和

图34示出了用于本发明的流体流动控制装置的控制系统的框图示意图。

具体实施方式

仅通过示例给出的以下描述是为了提供对一个或多个优选实施方案的主题的更精确理解而进行描述的。

将结合用于消防的流体流动控制装置来描述和说明本发明。然而，应理解，本发明具有广泛的应用，并且决不仅局限于用于消防的流体流动控制装置。

在一种形式中，本发明提供了一种流体流动控制装置200，其用于控制用于消防的空气强制流体的流动，所述流体流动控制装置200提供输出，所述输出具有随着压力增加而变化的集中流动。装置200具有三个马达组件50，所述三个马达组件50安装在围绕马达安装套环70的等距点处并且容纳在细长环形外壳体240内。环形外壳体240被设计成围绕马达组件50并从马达组件50向外间隔开，并且因此与马达组件50一起限定了环形空气通道。外壳体240具有中心纵向轴线‘A’、用于接收环境空气的基本上开口前端242和用于排放空气强制流体的基本上开口后端243。马达组件50和环形外壳体240被安装用于相对于支撑结构220进行旋转和竖直移动。流体流动组件80具有流体入口84和流体出口82。流体入口84邻近支撑结构220附接，并且流体出口82邻近中心纵向轴线‘A’定位并位于细长环形外壳体240的开口后端243内。转台210联接到支撑结构220，以允许支撑结构220、马达组件50和环形外壳体240以圆弧旋转。致动组件230用于升高和降低环形外壳体240和马达组件50，以提供竖直移动。致动组件230联接在支撑结构240和细长环形外壳体240的外表面241之间。

马达组件50已策略性地安装在安装套环70中，以优化流体流动控制装置200的推力方向。外壳体240在开口前端242具有空气输入区域，并且在开口后端243具有空气输出区域两者。空气输入区域由后壳体凸缘限定，并且空气输出区域由前整流罩限定。马达安装框架70位于外壳体240内并且围绕穿过外壳体240的中心线的纵向中心轴线‘A’延伸。

图1和图2示出了来自环境空气输入端242(图1)和空气强制流体输出端243(图2)两者的流体流动控制装置200。流体流动控制装置200具有三个马达组件50，所述三个马达组件50被安装成使得马达组件50围绕马达安装套环70等距间隔开。如图所示，穿过每个马达组件50的中心的中心线在每个中心线之间以120度的角度围绕套环70等距间隔开。虽然围绕套环70的当前角位移是120度，但是应认识到，可以利用其他组合，并且每个组合在很大程度上取决于所利用的马达组件50的数量以及流体流动控制装置200所应用的特定应用。

每个马达组件50具有风扇转子或叶轮51，风扇转子或叶轮51通过每个马达组件50上的风扇入口凸缘52拖曳环境空气。每个风扇入口凸缘52定位成邻近流体流动控制装置200的环境空气入口区域242并且邻接后壳体凸缘。马达组件50安装在马达安装套环70内，并且环形外壳体240围绕马达安装套环70安装。安装套环70抵靠内表面247并朝向环形外壳体240的开口空气入口端242安装。外壳体240是圆柱形管状壳体，所述圆柱形管状壳体被设计成集中通过和来自流体流动控制装置200的空气流。替代地，外壳体240或短舱240是空气动力学形状的环形壳体，所述空气动力学形状的环形壳体用作腔室以集中通过和来自流体流动控制装置200的空气流。

外壳体240具有从下外表面241延伸的安装组件244，以用于将外壳体240和马达组件50可枢转地安装到支撑结构220的直立支撑件222。直立支撑件222在支撑基座221上间隔开，并且在其间限定了用于接收外壳体240的安装组件244的凹槽。旋转轴226(图6)被插入穿过安装在每个直立部222中的孔228中的轴承组件，并穿过安装组件244中的孔246，以允许外壳体和马达组件50向上和向下枢转。轴226通过锁定装置223固定就位。替代地，旋转轴226可以是轴颈轴226，轴颈轴226穿过每个直立部222中的孔228和安装组件244中的相对应孔246，以支撑细长环形外壳体240的安装组件244以便进行枢转移动。

为了给外壳体240和马达组件50提供枢转运动，致动组件230连接在外壳体240和支撑结构220之间。致动组件230包括线性致动器231，线性致动器231具有延伸螺杆和安装支架232、233。安装支架232可枢转地安装到支撑结构220的支撑基座221上的支架224。安装支架233安装到延伸螺杆的所述端，并且可枢转地安装到位于外壳体240的外表面241上的支架245。致动器231的操作和延伸螺杆的延伸或缩回将导致流体流动控制装置200的竖直角位置被向上或向下调节，以适应操作所需的位置。

虽然已经示出和描述了液压致动器231，但是还应理解，可以利用其他类型的致动器231。例如，电致动器或气动致动器和相关的部件也可以用于延伸或缩回延伸螺杆，以使得流体流动控制装置200的竖直角位置被向上或向下调节以适应操作所需的位置。

图3和图4示出了外壳体240围绕支撑结构220的轴226的旋转。穿过外壳体240中心的中心轴线‘A’示出了外壳体240的倾斜动作，此时致动器231和延伸螺杆的延伸或缩回将导致流体流动控制装置200的竖直角位置被向上或向下调节以适应操作所需的位置。图3示出了向上定位的外壳体，并且中心轴线‘A’与支撑结构220的左侧成约40度的角度。图4示出了向下定位的外壳体，并且中心轴线‘A’与支撑结构220的右侧成约40度的角度。流体流动控制装置200能够移动外壳体240和马达组件50通过约40度至80度范围内的弧。

最后，为了使流体流动控制装置200围绕圆弧旋转，转台210由固定基座部分211和可旋转部分组成，固定基座部分211可以安装或可安装到支撑表面，可旋转部分固定到支撑结构220的支撑基座221。转台210允许流体流动控制装置200围绕流体流动控制装置200的竖直轴线顺时针和逆时针两者移动。

图2示出了流体流动控制装置200的强制空气和流体出口端243。从这端，空气输送壳体260被示出附接到马达组件50的一端。每个马达组件50具有围绕纵向中心轴线串行流动连通的风扇组件97和空气输送组件250。风扇马达端壳体255附接到风扇组件97并且与空气输送壳体260成直线地连接，以引导和集中来自每个马达组件50的风扇强制空气。图2中还示出了流体输送歧管80，其包括由流体入口管81接合到T形接头件83和流体出口82的流体入口84。

图5示出了流体流动控制装置200的更详细视图，以分解图的形式示出了马达组件50中的一个，并且为了清楚起见，支撑结构220、致动组件230和转台210已经被移除。

每个马达组件50具有风扇入口凸缘52、风扇组件97和空气输送组件250。风扇入口凸缘52被设计成将空气流引导到风扇组件97中。风扇入口或进口52是喇叭形的，以将自由流空气或环境空气带入到风扇组件97中。入口或进口52位于风扇组件97的上游，并且虽然进口52对流动不起作用，但入口性能对马达净推力具有强烈影响。风扇组件97具有公共轴，风扇马达54在公共轴上驱动风扇转子51，风扇转子51具有多个周向间隔开的风扇叶片。

风扇组件97包括转子锥体56、风扇转子或叶轮51、风扇马达54、涵道风扇壳体59和尾部或后锥体55。当空气流进入风扇51时，转子锥体56和风扇入口凸缘52保持空气流层流或平滑。这提高了涵道风扇单元的效率。风扇转子51或叶轮的旋转驱动空气通过风扇组件97。涵道风扇壳体59容纳空气流并将空气流朝向空气定向组件250引导。所述壳体的轮廓或形状对于涵道风扇组件97的效率至关重要。涵道风扇壳体59还在涵道风扇壳体59内容纳定子或固定风扇叶片91，当空气流通过定子叶片91时，所述定子或固定风扇叶片91使空气流变直。当风扇组件97容纳在护罩中时，风扇叶片51的旋转将使空气径向地以及轴向地移动。空气的这种旋转将导致湍流，这将降低涵道空气风扇组件97的效率。定子或固定风扇叶片91设计成使风扇转子叶片51以叶片到壳体间隙最小化的方式居中，并提供使输出推力最大化输出推力的内直径。定子或固定风扇叶片91还有助于减少湍流。

风扇马达54提供扭矩以转动风扇转子51。虽然示出了液压风扇马达54，但是应理解，风扇马达54不仅限于液压动力。其他形式的动力和类型的风扇马达54包括例如电动马达或由气动压力驱动的空气风扇马达。替代地，风扇马达54可以由高压流体驱动。例如，轴的前端处的水驱动径向流入涡轮机驱动轴流式风扇。风扇马达54可以由AC电流或DC电流驱动。后锥体55减少或最小化由通过风扇马达54的空气引起的湍流。

每个马达组件50通过支架53安装或可安装，支架53附接到风扇组件97的任一侧，并通过安装螺栓58保持在马达安装套环70中。三个马达组件50全部以相同的方式围绕马达安装套环70保持。马达安装套环70通过安装组件244安装到支撑结构220。

空气输送组件250将由风扇组件97产生的空气引导出通过开口端或空气出口243并且进入空气输出区域。空气输送组件250具有安装到并邻接风扇组件97的后端的一端251，以及相对端252，所述相对端形成位于每个马达组件50上的空气出口端并且位于外壳体240的输出端或整流罩243内且邻近外壳体240的输出端或整流罩243。空气输送组件250由风扇马达端壳体255和空气输送壳体260组成。风扇马达端壳体255的一端251抵靠风扇组件97，并且相对端258接收在空气输送壳体260的所述端266内。风扇马达端壳体255是具有基本上均匀的横截面形状的纵向延伸的环形壳体。壳体255封闭并且引导来自风扇组件97的空气流朝向空气输送壳体260。

每个马达组件50的空气输送壳体260是围绕每个马达组件50的纵向中心轴线形成的环形外壳体260。环形外壳体260具有用于接收风扇马达端壳体255的基本上开口第一端266和用于排放由风扇叶片51压缩的环境空气的部分的基本上开口第二端252。中心主体262、263、264沿环形外壳体260的纵向中心轴线延伸，并由多个周向间隔开的支柱261支撑，支柱261在环形外壳体260和中心主体262、263、264之间径向延伸。

图5中还示出了外壳体240的前部或空气出口端243处的流体流动组件80，流体流动组件80定位成允许流体受到来自马达组件50的空气推力的影响。流体流动组件80包括流体入口84、管道81、T形接头件83和流体出口82。流体出口82和T形接头件83基本上与穿过外壳体240中心的中心线轴线对准。T形接头件83与出口82的相对端固定到马达安装套环70的中心支撑件76。入口84固定到被安装到支撑结构220的支架(未示出)，或者简单地附接到软管，所述软管连接到流体贮存器。流体流动组件80可以包括固定到流体入口84的通用枢转附接件，所述通用枢转附接件被设计成在流体流动控制装置200被操纵到位时缩回和释放流体软管(未示出)。

图6示出了流体流动控制装置200的主要部件的分解图。示出了容纳在外壳体240内的马达组件50、支撑结构220和转台210以及用于竖直地向上或向下移动马达组件50和外壳体240的致动组件230。如上所述，外壳体240通过枢转轴226和安装组件244的组合可枢转地安装到支撑结构220，枢转轴226延伸穿过支撑结构220的直立部222中的孔228，安装组件244从外壳体240的基座或底部延伸。支撑基座221具有两个直立的凸耳形安装臂222，安装臂222包含用于接收轴226或轴承的孔228。轴226用作轴颈轴承或用作在轴承中旋转的简单轴或轴颈。轴226在轴承中旋转，其中一层润滑剂将两个部分分开。在所述实施方案中，轴承(未示出)将安装在支撑结构直立部222的孔228内。轴226通过保持装置227保持在直立部222内。保持装置227被拧入或以其他方式紧固在轴226的所述端内。

附接臂224也安装到支撑基座221的一侧，以用于安装致动组件230的一端。附接臂224通过任何公知的装置或方法(诸如通过螺钉或螺栓穿过支撑基座221)固定到支撑基座221。安装凸耳225从附接臂224的一端延伸，安装凸耳225具有用于接收锁定装置的孔，锁定装置用于将致动器231的枢转安装件232保持在安装凸耳225上。致动器231的另一端并且附接到延伸螺杆的是枢转安装件233，其附接到外壳体240上的安装臂245。安装臂245从外壳体240的外表面241的一侧延伸，并且具有安装凸耳246，安装凸耳246具有用于接收锁定装置的孔，锁定装置用于将致动器231的枢转安装件233保持在安装凸耳245上。

图7示出了外壳体240，其中马达组件50安装在外壳体240内，并且为了清楚起见，移除了支撑结构220、转台210和致动组件230。特别地，示出了安装组件244，安装组件244具有用于接收枢转轴226的孔246。还更详细地示出了安装臂245从外壳体240的外表面241的一侧延伸，并且具有安装凸耳246。外壳体240具有围绕外壳体240的圆周延伸的外表面241，并且同样具有内表面247。外壳体240以类似于飞行器发动机短舱的方式设计。外壳体240的设计需要注意外部形状和入口内部几何形状两者。基本上，外壳体240是围绕马达组件50的空气动力学结构。整流罩后壳体凸缘242的外曲率与内轮廓形状一样重要。外整流罩后壳体凸缘242位于风扇转子或叶轮51的前方，并固定到外壳体主体241，外壳体主体241围绕马达组件50并与马达组件50基本上共同延伸。每个风扇入口凸缘52延伸超过外整流罩后壳体凸缘242，使得风扇入口凸缘52与外整流罩后壳体凸缘242和外壳体240对准或在外整流罩后壳体凸缘242和外壳体240的外部。风扇入口凸缘52和三个马达组件50位于套环70中，以形成围绕三个风扇入口凸缘52绘制的大致三角形形状。风扇入口凸缘52相对于外整流罩后壳体凸缘242的定位对于避免可能引起气穴现象的不均匀气压是重要的。外壳体240限定轴向延伸的环形管道，所述环形管道终止于核心马达排放平面上游的空气排放平面或前整流罩243或空气输送组件250的所述端252。

图8示出转台210和支撑结构220，转台210可旋转地安装到支撑结构220。转台210具有固定基座部分211，固定基座部分211安装或可安装到表面(未示出)。固定基座部分211具有围绕基座部分211的周边定位的多个安装孔216，以用于接收用于将转台210安装到表面的固定装置。表面可以在具有延伸吊杆或云梯的交通工具上，或者可以简单地是固定平台。平台类型主要取决于利用流体流动控制装置200的应用。转台210还具有旋转部段，所述旋转部段是支撑结构220的支撑基座221。为了围绕圆弧旋转，固定基座部分211和旋转基座部分或支撑基座部分221通过诸如轴承组件212的旋转装置分开，所述旋转装置允许旋转基座部分或支撑基座部分221围绕固定基座部分211顺时针和逆时针两者旋转。

转台210还具有驱动组件213、214、215，驱动组件213、214、215安装到旋转装置212以允许转台210被顺时针和逆时针两者驱动。驱动组件是液压马达214，液压马达214驱动围绕齿轮213附接到旋转装置212的链轮或小齿轮215。链轮或小齿轮215接合在齿轮213上，齿轮213围绕转台210上的固定基座部分211牢固地保持在圆形路径中。链轮或小齿轮215的转动使旋转装置212和随后的旋转基座部分或支撑基座部分221转动。虽然旋转转台210的动力在上面被描述为液压流体动力，但是不排除其他动力装置。例如，旋转转台210的动力可以由电动马达提供，所述电动马达通过减速齿轮箱驱动链轮或传动带。替代地，马达可以由高压流体或气动压力驱动。

转台210还具有限位开关(未示出)以限制流体流动控制装置200的旋转移动。通常，电气限位开关定位在固定基座部分211上，并且可以设置成将旋转基座部分或支撑基座部分221和流体流动控制装置200的总旋转限制在预定的角度旋转。例如，流体流动控制装置200可以被限制为在约180度的弧度内顺时针和逆时针两者移动，以防止转台210的过度旋转。替代地，也可以利用固定到转台210的机械限位开关来限制转台210的旋转。

图9至图14示出了被分解成其部件部分的马达组件50。图9示出了风扇组件97和空气输送组件250的分解图，并且图10示出了组装的马达组件50。风扇组件97和风扇入口凸缘52与下面参考图28至图30描述的那些相同，这里不再重复。同样，每个马达组件50到马达安装套环70的安装与下面描述的相同，但也在图32中示出。例如，在任一端的安装支架53被安装或可安装到风扇壳体59到安装支架65，并通过紧固件66保持就位。支架53的端具有螺纹孔，用于接收紧固件66以将马达安装支架53固定到风扇壳体59。三个马达组件50全部以相同的方式围绕马达安装套环70保持。

空气输送组件250将由风扇组件97产生的空气引导出通过开口端或空气出口243并且进入空气输出区域。空气输送组件250具有安装到并邻接风扇组件97的后端的一端251，以及相对端252，相对端252形成位于每个马达组件50上的空气出口端。空气输送组件250由风扇马达端壳体255和空气输送壳体260组成。风扇马达端壳体255的一端251抵靠风扇组件97，并且相对端258接收在空气输送壳体260的所述端266内。风扇马达端壳体255是具有基本上均匀的横截面形状的纵向延伸的环形壳体。壳体255封闭并且引导来自风扇组件97的空气流朝向空气输送壳体260。

每个马达组件50的空气输送壳体260是围绕每个马达组件50的纵向中心轴线形成的环形外壳体260。环形外壳体260具有用于接收风扇马达端壳体255的基本上开口第一端266和用于排放由风扇叶片51压缩的环境空气的部分的基本上开口第二端252。中心主体262、263、264沿环形外壳体260的纵向中心轴线延伸，并由多个周向间隔开的支柱261支撑，支柱261在环形外壳体260和中心主体262、263、264之间径向延伸。环形外壳体260、中心主体262、263、264和支柱261被成形为集中由马达组件50中的每一个的风扇叶片51压缩的空气，以为流体流动控制装置200提供强制空气供应。

从环形外壳体260径向延伸的周向间隔开的支柱261将中心主体部分262、263、264安装在沿每个马达组件50的中心轴线延伸的位置。中心主体由三个部件形成，这三个部件被设计成集中通过和来自每个马达组件50的空气流。第一圆柱形主体部分264在环形外壳体260的大部分长度上延伸，并且在环形外壳体260的开口第一端252和开口第二端266之间沿马达组件50的纵向中心轴线延伸。

圆锥形部分263远离第一主体部分264的第一端纵向延伸，并沿其长度逐渐变细到顶端。当组装时，圆锥形部分264的顶端邻近风扇组件97的风扇马达端定位。在所述实施方案中，顶端具有圆形形状，然而不排除其他形状的顶端。在第一主体部分264的相对端上，安装有圆形半球形主体262，并远离第一主体部分264延伸。圆形端262延伸到位于环形外壳体260的开口第二端252的外部且一段距离处的点。主体262从开口第二端252向外延伸一段距离，并沿每个马达组件50的纵向延伸的中心轴线继续。

虽然中心主体的部件已经被描述为全部是圆柱形、圆锥形和半球形，但是对于中心主体部件262、263、264中的每一个，上面也可以利用其他形状。

从环形外壳体260安装中心主体部分262、263、264的支柱261具有前缘和间隔开的后缘。支柱261的前缘是首先被来自风扇组件97的强制空气或压缩空气接触的边缘。同样，支柱261的后缘是朝向环形外壳体260的出口端252定位的边缘。支柱261的前缘和后缘两者都相对于穿过每个马达组件50的中心的纵向中心轴线成角度地形成。优选地，前缘和后缘的角度在10度至90度的范围内。更优选地，支柱261的前缘和后缘相对于穿过每个马达组件50的中心的纵向中心轴线形成30至60度的角度。

虽然支柱261已经被示出为显示了三个支柱261，但是可以使用或多或少的支柱261，只要它们从外套环260支撑中心主体262、263、264即可。

在另一种形式中，并且如图15至图31所示，示出了流体流动控制装置10包括安装在围绕壳体16的等距点处的多个马达组件50。马达组件50已被策略性地安装在壳体16中，以优化流体流动控制装置10的推力方向。壳体16具有基本上覆盖多个马达组件50的外整流罩40。外整流罩40具有空气输入区域和空气输出区域两者。空气输入区域由后壳体凸缘41限定，并且空气输出区域由前整流罩42限定。马达安装框架70位于外整流罩40内并且围绕穿过外整流罩40的中心线的轴线35延伸。

基座组件20支撑壳体16和多个马达组件50。流体流动组件80具有邻近基座组件20附接的流体入口84，以及邻近中心线35并位于外整流罩40的空气输出区域内的流体出口82。转台18联接到基座组件20，以允许流体流动控制装置10围绕竖直轴线以圆弧旋转。致动组件19联接到基座组件20，用于调节流体流动控制装置10相对于转台18的角位置。

图15和图17示出了流体流动控制装置10的空气输入端或后部和输出端或前部两者的透视图，示出了三个马达组件50，三个马达组件50安装成使得马达组件50围绕马达安装套环70等距间隔开。如图所示，穿过每个马达组件50的中心的中心线在每个中心线之间以120度的角度围绕套环70等距间隔开。虽然围绕套环70的当前角位移是120度，但是应认识到，可以利用其他组合，并且每个组合在很大程度上取决于所利用的马达组件50的数量以及流体流动控制装置10所应用的特定应用。

所说明的本申请在消防应用中尤其有用。每个马达组件50具有风扇转子或叶轮51，风扇转子或叶轮51通过每个马达组件50上的风扇入口凸缘52来拖曳空气。每个风扇入口凸缘52定位成邻近流体流动控制装置10的空气入口区域并且邻接后壳体凸缘41。马达组件50安装在马达安装套环70内，并且外整流罩40围绕马达安装套环70安装。外整流罩40是圆柱形管状整流罩，圆柱形管状整流罩设计成集中通过和来自流体流动控制装置10的空气流。替代地，外整流罩或短舱40是空气动力学形状的环形整流罩，所述环形整流罩用作腔室以集中通过和来自流体流动控制装置10的空气流。外整流罩40具有两个风扇整流罩支撑件44，风扇整流罩支撑件44安装到外整流罩连接器基座43，所述外整流罩连接器基座43用螺栓固定到基座20。风扇整流罩支撑件44内具有孔47，用于接收安装支架71和穿过整流罩连接器基座43连接的安装螺栓45，以用于将马达组件50和外整流罩40安装到基座20和转台18。

基座部件20包括多个部件，这些部件允许基座向上和向下枢转或倾斜。基座组件20具有附接在壳体和转台23之间的枢转安装组件。致动组件19使壳体16向上和向下移动以调节相对于转台18的角位置。枢转安装组件具有固定到转台18的第一基座部分24、25、26和可枢转地安装到第一基座部分24、25、26的第二基座部分26、27、28。第一基座部分具有安装板24，安装板24固定到转台18的顶部。两个竖直直立支架25安装在安装板24的任一端。每个支架25包括轴承组件26和枢转轴38，枢转轴38用于将第二基座部分可枢转地安装到第一基座部分。轴承组件26是自对准轴承组件，并且形成双轴承组件26的一半，其中双轴承的另一半安装在第二基座部分27、28中。

第二基座部分26、27、28具有马达组件基座支撑件28，马达组件基座支撑件28具有位于基座支撑板28的任一端处的两个竖直倾斜支架27。马达组件基座支撑件28和两个竖直倾斜支架27围绕位于竖直倾斜支架27内的轴承组件26枢转。枢转轴38位于基座组件20的任一端上的每个轴承组件26内。自对准轴承组件26可以包括自对准球轴承、球面滚子轴承或球面滚子推力轴承。自对准滚珠轴承被构造成具有容纳在具有球形滚道的外圈内的内圈和滚珠组件。这种构造允许轴承承受由于轴或壳体偏转或不适当安装而导致的小角度错位。球面滚子轴承是滚动元件轴承，其允许以低摩擦旋转，并且允许角度错位。通常，这些轴承将旋转轴支撑在内圈的孔中，所述内圈可能相对于外圈错位。由于外圈和球形滚子的球形内部形状，错位是可能的。球面滚子推力轴承是推力型滚动元件轴承，推力型滚动元件轴承允许以低摩擦旋转，并且允许角度错位。轴承被设计成承受径向载荷和一个方向的重轴向载荷。

为了围绕轴承组件26和枢转轴38移动第二基座部分，致动组件19安装在第一基座部分和第二基座部分之间，以调节流体流动控制装置10相对于转台18的竖直角位置。致动组件19具有线性致动器29，线性致动器29具有延伸螺杆36。延伸螺杆36经由倾斜安装件30固定到竖直倾斜支架27的顶部，并且致动器29的相对端经由固定端支架31固定到基座支撑件28。致动器29的操作和延伸螺杆36的延伸或缩回将导致流体流动控制装置10的竖直角位置被向上或向下调节，以适应操作所需的位置。虽然已经示出和描述了电致动器29，但是还应理解，可以利用其他类型的致动器29。例如，液压致动器或气动致动器以及相关联部件也可以用于延伸或缩回延伸螺杆36，以使得流体流动控制装置10的竖直角位置被向上或向下调节，以适应操作所需的位置。

最后，为了使流体流动控制装置10围绕圆弧旋转，转台18由固定基座部分21和可旋转基座部分23组成，固定基座部分21可以安装或可安装到支撑表面。在固定基座部分21和可旋转基座部分23之间是诸如轴承22的旋转装置，旋转装置允许流体流动控制装置10围绕竖直轴线顺时针或逆时针移动。

图16示出了流体流动控制装置10的更详细视图，以分解图的形式示出了马达组件50中的一个，并且为了清楚起见，基座组件20和转台18已经被移除。

每个马达组件50包括风扇入口凸缘52、风扇组件97和风扇空气定向整流罩60。风扇入口凸缘52被设计成将空气流引导到风扇组件97中。风扇入口或进口52是喇叭形的，以将自由流空气带入到风扇组件97中。入口或进口52位于风扇组件97的上游，并且虽然进口52对流动不起作用，但入口性能对马达净推力具有强烈影响。

风扇组件97包括转子锥体56、风扇转子或叶轮51、风扇马达54、涵道风扇壳体59和尾部或后锥体55。当空气流进入风扇51时，转子锥体56和风扇入口凸缘52保持空气流层流或平滑。这提高了涵道风扇单元的效率。风扇转子51或叶轮的旋转驱动空气通过风扇组件97。涵道风扇壳体59容纳并引导空气流。所述壳体的轮廓或形状对于涵道风扇组件97的效率至关重要。涵道风扇壳体59还在涵道风扇壳体59内容纳定子或固定风扇叶片91，当空气流通过定子叶片91时，所述定子或固定风扇叶片91使空气流变直。当风扇组件97容纳在护罩中时，风扇叶片51的旋转将使空气径向地以及轴向地移动。空气的这种旋转将导致湍流，这将降低涵道空气风扇组件的效率。定子或固定风扇叶片91设计成使风扇转子叶片51以叶片到壳体间隙最小化的方式居中，并提供使输出推力最大化输出推力的内直径。定子或固定风扇叶片91还有助于减少湍流。

风扇马达54提供扭矩以转动风扇转子51。尽管说明了电动风扇马达54，但是应理解，风扇马达54不限于此。其他形式的动力和类型的风扇马达54包括例如由液压流体压力驱动的液压马达，或由气动压力驱动的空气风扇马达。替代地，风扇马达54可以由高压流体驱动。例如，轴的前端处的水驱动径向流入涡轮机驱动轴流式风扇。风扇马达54可以由AC电流或DC电流驱动。后锥体55减少或最小化由通过风扇马达54的空气引起的湍流。

风扇空气定向整流罩60将从风扇组件97产生的空气引导出通过前整流罩或空气出口42并进入空气输出区域。风扇空气定向整流罩60具有安装到并邻接风扇组件97的后端的一端61，以及相对端62，相对端62形成空气出口并位于前整流罩42内并邻近前整流罩42。壳体63位于所述端62的前方并邻接所述端62。壳体63经由附接臂64附接到所述端61。连接器臂64适于允许壳体63可朝向和远离所述端61移动或纵向延伸。这有效地控制了流过或来自每个马达组件50的特定空气，并且允许用户进一步细化流出由前整流罩42限定的空气输出区域的空气流。因此，壳体63可以通过位于连接器臂64上的致动器(未示出)自动地延伸或缩回到相对于流体流动控制装置10的要求或应用所确定的位置。替代地，如果特定应用需要，壳体63可以完全从连接器臂64和风扇空气定向整流罩60上拆下。例如，在中等距离处增强流体饱和度。

每个马达组件50通过支架53安装或可安装，支架53附接到风扇组件97的任一侧，并通过安装螺栓58保持在马达安装套环70中。三个马达组件50全部以相同的方式围绕马达安装套环70保持。马达安装套环70通过安装支架71穿过外整流罩支撑件44安装，安装支架71穿过外整流罩40中的孔47并通过螺栓45固定到马达基座连接器板43。然后，马达基座连接器板43通过螺栓46固定到马达组件基座支撑件28。

在图16中还在壳体16的前部或空气出口端处示出的是流体流动组件80，流体流动组件80定位成允许流体受到来自马达组件50的空气推力的影响。流体流动组件80包括流体入口84、管道81、T形接头件83和流体出口82。流体出口82和T形接头件83基本上与穿过壳体16的中心线轴线35对准。T形接头件与出口82的相对端被固定到马达安装套环70的中心支撑件76。入口84固定到被安装到基座组件20的支架(未示出)。流体流动组件80可以包括固定到流体入口84的通用枢转附接件，所述通用枢转附接件被设计成在流体流动控制装置10被操纵就位时缩回和释放流体软管(未示出)。

图18示出了基座组件20、转台18和致动组件19。转台18具有固定基座部分21，固定基座部分21安装或可安装到表面(未示出)。表面可以在具有延伸吊杆或云梯的交通工具上，或者可以简单地是固定平台。平台类型主要取决于利用流体流动控制装置10的应用。转台18还具有旋转基座部分23，旋转基座部分23安装到安装板24。为了围绕圆弧旋转，固定基座部分21和旋转基座部分23被旋转装置诸如轴承组件22分开，所述旋转装置允许旋转基座部分23围绕固定基座部分21顺时针和逆时针两者旋转。

转台18还具有驱动组件(未示出)，所述驱动组件安装到旋转装置22以允许转台被顺时针和逆时针两者驱动。通常，旋转转台18的动力由马达提供，所述马达通过减速齿轮箱驱动链轮或传动带。链轮或传动带接合在链条或轨道上，所述链条或轨道牢固地保持在围绕转台18上的旋转基座部分23的圆形路径中。链轮或传动带的转动使旋转基座部分23转动。替代地，电动马达可以简单地驱动附接到轴承组件22的齿轮，所述齿轮提供转台18的旋转。

驱动马达可以如上所述通过AC电流或DC电流驱动，或者替代地，马达可以由液压流体压力、高压流体或气动压力驱动。转台18还具有限位开关(未示出)以限制流体流动控制装置10的旋转移动。通常，电气限位开关被定位在固定基座部分21上，并且可以被设置为将旋转基座部分23和流体流动控制装置10的总旋转限制为预定角度旋转。例如，流体流动控制装置10可以被限制为在约180度的弧度内顺时针和逆时针两者移动，以防止转台18的过度旋转。替代地，也可以利用固定到转台18的机械限位开关来限制转台18的旋转。

如上所述的基座部件20包括两个部件，枢转安装组件和转台18。枢转安装组件具有固定到转台18的第一基座部分24、25、26和可枢转地安装到第一基座部分24、25、26的第二基座部分26、27、28。图18示出了第一基座部分的详细视图，其中安装板24固定到转台18的旋转基座部分23的顶部。第二基座部分26、27、28通过枢转轴38和轴承组件26可枢转地安装到第一基座部分，所述枢转轴38和轴承组件26允许第二基座部分和流体流动控制装置10在竖直平面中向上和向下移动。基座支撑板28示出了多个安装孔33、34，安装孔33、34用于将马达套环70和外整流罩40安装到基座支撑板28。四个孔33适于接收螺栓46，螺栓46将风扇整流罩连接器基座43固定到基座支撑板28。四个孔34适于接收螺栓45，螺栓45将马达套环70和马达组件50固定到基座支撑板28。成对的孔34通过马达套环70的基座支撑板28中的狭槽接合，并且接收螺栓45以将流体流动控制装置10居中和固定。孔34之间的狭槽用于连接每个风扇马达54的动力。例如，在电流提供动力装置的情况下，布线可以被导引穿过狭槽并进入套环70，以分别为每个风扇马达54提供动力。

图18还更详细地示出了致动组件。如上所述，为了围绕轴承组件26和枢转轴38移动第二基座部分，致动组件19安装在第一基座部分和第二基座部分之间，以调节流体流动控制装置10相对于转台18的竖直角位置。线性致动器29经由固定端支架31和致动器基座板32固定到基座支撑件28。基板32通过安装螺钉39固定到基座支撑板28，并且然后固定端支架31固定到基座板32。这固定了致动器29的一端，并且相对端或延伸螺杆端36经由倾斜安装件30安装到竖直倾斜支架27的顶部。致动器29的操作和延伸螺杆36的延伸或缩回将导致流体流动控制装置10的竖直角位置被向上或向下调节，以适应操作所需的位置。致动组件19竖直地向上和向下移动壳体16，以调节相对于转台18的角位置。致动组件19还可以包括电气或机械限位开关，以限制致动器29的延伸。

图19至图25更详细地示出了马达套环70、马达组件50和外整流罩40。在图19和图20中，外整流罩40具有围绕整流罩40的圆周延伸的外表面48，并且同样具有内表面49。外整流罩40以类似于飞行器发动机短舱的方式设计。外整流罩40的设计需要注意外部形状和入口内部几何形状两者。基本上，外整流罩40是围绕马达组件50的空气动力学结构。整流罩后壳体凸缘41的外曲率与内轮廓形状一样重要。外整流罩后壳体凸缘41位于风扇转子或叶轮51的前方，并固定到外整流罩主体48，外整流罩主体48围绕马达组件50并与其基本上共同延伸。每个风扇入口凸缘52延伸经过外整流罩后壳体凸缘41，使得风扇入口凸缘52与外整流罩后壳体凸缘41和外整流罩40对准或在外整流罩后壳体凸缘41和外整流罩40的外部。风扇入口凸缘52和三个马达组件50位于套环70中，以形成围绕三个风扇入口凸缘52绘制的大致三角形形状。风扇入口凸缘52相对于外整流罩后壳体凸缘41的定位对于避免可能引起气穴现象的不均匀气压是重要的。外整流罩40限定轴向延伸的环形管道，所述环形管道终止于稍微位于核心马达排气平面上游的排气平面或前整流罩42或者风扇空气定向整流罩60的所述端62。

外整流罩40具有两个开狭槽的孔47，用于接收马达套环安装支架71和相关的安装螺栓45。孔47从内表面49穿过外整流罩40延伸到外表面48。风扇整流罩支撑件44从外整流罩40的底表面延伸并且与在外整流罩40的底部处的孔47对准。套环安装支架71和安装螺栓45延伸穿过孔47，使得套环70可以安装或可安装到风扇整流罩连接器基座43。

图21和图22示出了具有马达组件50的套环70的后视图和前视图。套环70具有中心核心支撑件76，三个套环马达安装臂72从中心核心支撑件76从中心向外延伸到套环内表面74。马达支撑臂79从套环马达安装臂72延伸，马达组件50固定到马达支撑臂79。马达支撑臂79在一端固定到套环马达安装臂72，并且另一端固定到套环70的内表面74。每个马达组件50支撑在套环内表面74、套环马达安装臂72中的至少一个、中心核心支撑件76和马达支撑臂79上，或由套环内表面74、套环马达安装臂72中的至少一个、中心核心支撑件76和马达支撑臂79支撑。在马达套环70的后端，锥体73被放置在中心核心支撑件76的所述端上方，以提供用于穿过套环70的中心和围绕套环70的中心的任何空气的流线型入口。

图22示出了套环70的前端或空气出口端，其中马达组件50围绕套环70等距地安装。马达组件50通过安装臂53安装到马达支撑臂79，安装臂53围绕每个马达组件50的外侧延伸一段距离。螺栓58将马达组件50和安装臂53固定到马达支撑臂79。同样从这一端，流体流动组件80位于套环70的中心，并且在一端安装到中心核心支撑件76。流体入口84邻近基座组件20定位，并且流体入口管81朝向套环70的中心向上延伸。T形接头件83安装在流体入口管81的所述端上，其中T形接头件83的一端朝向流体出口82延伸并且另一端安装到中心核心支撑件76。

一个或多个喷嘴(未示出)可以安装在流体出口端82上，以在流体流出流体出口82时控制流体流动的方向或特性。通常，喷嘴仅是横截面积变化的管道或管子，并且用于引导或改变流体(液体或气体)的流动。喷嘴经常用于控制从喷嘴出现的流的流速、速度、方向、质量、形状和/或压力。本发明可以在流体出口82的所述端带有或不带有喷嘴的情况下使用。喷嘴的利用取决于利用流体流动控制装置10、200的应用。例如，当用于消防的应用时，喷嘴将用于分散消防流体以熄灭火焰。喷嘴与来自马达组件的推力相结合，提供了高速流体流，这在以下这种情况的消防中非常有用：由于高温和强烈的火焰，消防单元有点不可能靠得足够近来熄灭火灾。还可远程控制一个或多个喷嘴以改变离开喷嘴的流体流。喷嘴也可以根据不同的应用进行互换，以适应所需的流体输出。例如，泡沫喷嘴可用于消防应用中。

图23示出了马达套环70和三个马达组件50的分解透视图。在马达组件50从套环70移除的情况下，示出了安装孔75，螺栓58通过所述安装孔将马达组件50和安装臂53固定到马达支撑臂79。这在图24和图25中进一步示出，图24和图25中示出了套环70。

图25中还示出了从套环70的底部移除的套环安装支架71。套环安装支架71具有从顶部到底部穿过支架71的孔77，用于接收螺栓45。安装螺栓45延伸穿过孔77和套环70中的相对应的孔78，使得套环70可被安装或可安装到风扇整流罩连接器基座43。

图26至图31示出了被分解成其部件部分的马达组件50。图26示出了从马达安装套环70上拆下的三个马达组件50。图26中还示出了流体流动部件80及其部件部分，包括流体入口84、入口管81、T形接头件83和流体出口82。如上所述，T形接头件83安装在流体入口管81的所述端上，其中T形接头件83的一端朝向流体出口82延伸并且另一端安装到中心核心支撑件76。

每个马达组件50包括风扇入口凸缘52、风扇组件97和风扇空气定向整流罩60。风扇入口凸缘52被设计成将空气流引导到风扇组件97中。图27示出了支架53，支架53附接到风扇组件97的任一侧，并通过穿过孔69的安装螺栓58保持在马达安装套环70中。在任一端的安装支架53被安装或可安装到风扇壳体59到安装支架65，并通过紧固件66保持就位。支架53的端具有螺纹孔，用于接收紧固件66以将马达安装支架53固定到风扇壳体59。三个马达组件50全部以相同的方式围绕马达安装套环70保持。

图28和图29示出了在流体流动控制装置10、200中利用的风扇组件97的透视侧视图和分解侧视图。风扇组件97包括转子锥体56、风扇转子或叶轮51、风扇马达54、涵道风扇壳体59、尾部或后锥体55、安装支架65和紧固件66。当空气流进入风扇51时，转子锥体56和风扇入口凸缘52保持空气流层流或平滑。图28和图29中还示出了用于给风扇马达54提供动力的动力入口57。当使用液压或其他形式的驱动源时，入口将是相对应的软管或空气管入口57。风扇转子51或叶轮的旋转驱动空气通过风扇组件97。风扇马达54提供扭矩以转动风扇转子51。风扇马达驱动轴67从风扇马达54的前端延伸。驱动轴67穿过风扇壳体59并且位于叶轮驱动联接器68内，叶轮驱动联接器68附接到叶轮或风扇51。转子锥体56固定到叶轮驱动联接器68的前端，以将风扇51固定到风扇马达驱动轴67。

尽管说明了电动风扇马达54，但是应理解，风扇马达54不限于此。为马达54提供动力的其他形式包括例如通过液压流体压力、通过水压或通过气动压力。风扇马达54可以由AC电流或DC电流驱动。后锥体55减少或消除了由通过风扇马达54的空气引起的湍流。

图30示出了涵道风扇壳体59，涵道风扇壳体59容纳并引导空气流通过马达组件50。所述壳体的轮廓或形状对于涵道风扇组件97的效率至关重要。涵道风扇壳体59还包括在涵道风扇壳体59内部的定子或固定风扇叶片91，所述定子或固定风扇叶片91在空气流通过时使空气流变直。当风扇组件97容纳在护罩中时，风扇叶片51的旋转将使空气径向地以及轴向地移动。空气的这种旋转将导致湍流，这将降低涵道空气风扇组件的效率。定子或固定风扇叶片91有助于减少湍流。风扇定子叶片91在一端处被保持到涵道风扇壳体内表面90并且在相对端处被保持到中心支撑件92。中心支撑件92还具有位于壳体59的中心的孔93，用于从叶轮驱动联接器68的一侧和相对侧接收风扇马达驱动轴67。

图31示出风扇空气定向整流罩60，其将从风扇组件97产生的空气引导出通过前整流罩或空气出口42并进入到流体流动控制装置10的空气输出区域中。风扇空气定向整流罩60具有安装到并邻接风扇组件97的后端的一端61和形成空气出口并位于前整流罩42内并邻近前整流罩42的相对端62。壳体63位于所述端62的前方并邻接所述端62。壳体63经由附接臂64附接到邻接风扇组件97的后端的所述端61。所述端105与空气流风扇罩103间隔开一段距离，使得在壳体63和空气流风扇罩103之间存在间隙。如上所述，连接器臂64适于允许壳体63可朝向和远离所述端61移动或纵向延伸。

连接器臂64通过臂102安装到壳体63。臂102具有朝向空气流风扇罩103延伸并安装到空气流风扇罩103的纵向延伸构件101。套管106安装在空气流风扇整流罩103，用于接收纵向延伸构件101，以接合并固定壳体63，其中所述端105与空气流风扇整流罩103相距一段距离，以形成风扇空气定向整流罩60。致动器(未示出)允许壳体63被远程操作以自动地朝向和远离所述端61延伸。致动器可以位于连接器臂64上或空气流风扇罩103上。优选地，致动器安装在套管106和延伸构件101之间，以允许壳体63朝向和远离空气流风扇罩103延伸。因此，这自动改变壳体63的所述端105和风扇空气定向整流罩60的空气流风扇整流罩103之间的距离。壳体63的距离和位置的变化是控制来自马达组件50的空气流以及所述空气流如何与来自流体流动控制装置10的流体相互作用并控制其扩散的重要因素。这对于在稳定的通气井位于远处进行消防的情况下控制水和阻燃剂的具体输送尤为重要。

同样，如果特定应用需要，壳体63可以完全从连接器臂64和风扇空气定向整流罩60上拆下。例如，在中等距离处增强流体饱和度。此外，Kevlar复合材料屏障(未示出)可以缠围绕在空气流风扇罩103的外部，以在叶片分开的情况下捕获叶片碎片。

空气流风扇罩103的内表面104具有穿过空气流风扇罩103的孔100。孔100用于允许电力电缆、软管或导管穿过风扇空气定向整流罩60并进入风扇马达54。

如图31所示，实际上，集合的高压空气将分别通过壳体63的外部并穿过中心，以引起气压的偏差，使一段紧密的空气柱集中一段距离。

图33示出了流体流动控制装置10、200的示例性使用。流体流动控制装置10、200用于消防，并且如图所示用于扑灭建筑物14中的火灾。流体流动控制装置10、200安装在平台15上，平台15的一端附接到铰接臂12。通常，铰接臂12附接到交通工具或罐车13。流体流动控制装置10、200以高速将浓缩的流体流11朝向建筑物14中的火分散。如前所述，流体流动控制装置10、200可以被远程控制以围绕平台15围绕圆弧竖直地旋转，并且竖直地向上和向下移动，以便将强制流体流11定位到正确的位置以熄灭火灾。

交通工具13虽然被描述为罐车13，但可以采取多种不同交通工具13的形式。交通工具13被认为是指某人于其中或借助于其行进或携带或运送某物的任何装置。例如，这可以包括任何陆地、空中或水上交通工具，并且所述交通工具可以是有人驾驶的或无人驾驶的。例如，当为无人驾驶时，流体流动控制装置10、200可以安装在远程控制的交通工具上，并且操作者可以通过使用闭路电视从安全位置远程地控制装置是类似的装置。闭路电视(CCTV)是使用摄像机在一套有限的监测器上向特定的地方传输信号。远程控制交通工具具有底盘，所述底盘具有安装在相对侧的履带或类似装置，以及安装在底盘内的马达，用于独立地推进履带或类似装置。

图34示出了流体流动控制系统110的示意框图，所述流体流动控制系统110被设计成控制流体流动控制装置10、200的全部可控属性。系统的核心是微控制器120，它仅是单个集成电路上的小型计算机。微控制器120包括中央处理单元(CPU)121，中央处理单元提供微控制器120内的电子电路，所述微控制器通过执行由指令指定的基本算术、逻辑、控制和输入/输出(I/O)操作来执行计算机程序的指令。微控制器120还包含存储器和可编程输入/输出外围装置。替代地，微处理器120可以由计算机120代替，计算机120执行与微控制器完全相同的任务，但不是单个集成电路。计算机120包括多个单独的电路，这些电路如此接合以形成计算机120。

微控制器120的输入/输出外围装置中的一者是温度感测电路122。温度感测电路122包括连接到位于每个风扇马达54近侧的温度传感器123的输入端/输出端。温度感测电路122包括切断电路，所述切断电路被设计成在超过最大工作温度时切断风扇马达54。另一输入端/输出端到主控制面板111，主控制面板111通过电缆119连接到微控制器120。替代地，电缆119可以通过使用集成到微控制器120和主控制面板111两者中的无线通信技术来替换。无线通信是在未通过电导体连接的两个或更多个点之间传递信息或电力。最常见类型的无线通信是但不仅限于无线电通信。

主控制面板111包括控制风扇马达54的操作的多个部件。这些包括控制流体流动控制装置10、200的主动力的主开113和主关114开关。风扇马达接通/断开开关118包括用于每个风扇马达54的一个开关，所述每个风扇马达54的一个开关可以单独控制每个风扇马达54。马达速度控制开关112是旋转开关，用于单独控制每个马达的速度或一起控制全部三个风扇马达54。马达控制开关112控制马达控制器126，马达控制器126用于电动风扇马达54控制从动力供应源125输送到每个风扇马达54的电压和/或电流。模式选择开关115可用于选择或取消选择各种功能，包括对每个马达54的控制。PGS 116用于从主控制器111开始启动序列。这基本上确认了全部电子电路正在彼此通话或通信，并且流体流动控制系统110准备好运行每个风扇马达54。

主控制面板111还具有LED平板显示器117，LED平板显示器117使用发光二极管阵列作为视频显示器的像素。这提供了(但不仅限于)诸如每个风扇马达54的速度、通电指示器的功率和风扇马达54中的每一个的温度的控制项目或参数的视觉显示。

同样如图34所示，流体流动控制系统110还包括单独的方向控制单元140。替代地，方向控制单元140可以被包括在主控制面板111上。方向控制单元140包括用于操作转台马达141、214、倾斜台马达142和致动器或空气定向整流罩致动器的控制器，所述致动器或空气定向整流罩致动器允许壳体63被远程操作以自动地朝向和远离所述端61延伸。对于流动控制装置200，方向控制单元140还控制致动组件230以升高和降低外壳体240和马达组件50。转台马达141、214形成在转台18、210内，并且操作以围绕圆弧顺时针和逆时针两者控制转台18、210的驱动。倾斜台马达142位于线性致动器29内，并且被操作以延伸和缩回以控制流体流动控制装置10相对于转台18的竖直倾斜。空气定向整流罩致动器安装在套筒106和延伸构件101之间，以允许壳体63朝向和远离空气流风扇整流罩103延伸，以控制来自马达组件50的空气流。

方向控制单元140还包括动力供应源145和限位开关143。限位开关143限制流动控制装置10、200在水平方向和竖直方向两者上的行程以及在流动控制装置10上的壳体63在纵向方向上的行程。转台马达141、214、倾斜台马达142、空气定向整流罩致动器和致动组件230的实际控制装置可以是用作输入装置的简单操纵杆，所述输入装置包括杆，所述杆在基座上枢转并报告其控制的装置的角度或方向。替代地，可以使用任何其他输入装置，例如旋转或瞬时开关，或任何其他指向柄。替代地，当使用液压流体压力给流体流动控制装置10提供动力时，可能需要额外的部件来监测液压油压力、温度和油位。同样，液压系统也可以包括液压泵、液压流体贮存器以及相关的阀和管道。

流体流动控制系统110可以包括结合主控制面板111、微控制器120和方向控制单元140的单个控制器，用于提供流体流动控制装置10、200的远程操作。控制器可以是有线或无线控制器，并且被设计成提供转台驱动组件141、214、致动组件230、倾斜台马达142、马达组件50和流体流动组件80的远程操作。

流体流动控制系统110被设计用于控制以下中的每一者：i)每个或全部马达组件50的马达速度；ii)通过控制致动组件230或倾斜台马达142，环形外壳体40、240相对于支撑结构的角位置；iii)通过控制转台驱动组件141、214，流体流动控制装置10、200的旋转位置；和iv)通过控制流体流动组件80的第一泵，流体流速。

在使用中，流体流动控制装置10、200设置有动力源，以给转台18、210、马达组件50的风扇马达54、致动组件230或倾斜台马达142、空气定向整流罩致动器和致动组件19提供动力。此外，动力源用于为流体流动控制系统110提供动力，流体流动控制系统110包括微型计算机120、主控制面板111和方向控制器140。一旦主动力开关113通电，就可以为全部上述部件或系统提供动力。然后，通过将风扇马达接通/断开开关118切换到接通位置来对每个风扇马达54通电。一旦开关118处于接通位置，马达54的速度就可以由速度控制开关112控制。每个马达54的速度逐渐增加，并且一旦稳定或设定到预定速度，将在流体流动控制装置10、200上产生从输入空气区域到输出空气区域的高速空气流。对于流体流动控制装置10，此时也可以调节空气整流罩定向致动器，以便从马达组件50产生期望的空气流。

为了确保流体流动控制装置10、200定位在正确的操作方向上，转台马达141、214和致动组件230或倾斜台马达142的致动器231两者都被通电，以移动流体流动控制装置10、200指向所需方向。即，使用方向控制器140首先调节转台18、210，以围绕流体流动控制装置10、200的竖直轴线围绕圆弧顺时针或逆时针方向移动流体流动控制装置10、200。其次，调节致动组件19以调节流体流动控制装置10或用于流体流动控制装置200的致动组件230的致动器231的竖直位置，向上或向下。一旦定向在正确的位置或方向，流体流动组件80通过给第一泵通电而被供应流体，所述第一泵机械地联接到流体容器，并且被配置成以第一压力将流体从容器至少部分地泵送到流体入口84，以将流体提供到流体出口82，所述流体出口邻近中心线35定位并且在流体流动控制装置10、200的空气输出区域内以产生来自流体流动控制装置10、200的输出，所述输出结合了由风扇马达54的推力产生的强制空气流和来自流体出口82的流体。

由流体流动控制装置10、200供应的流体以高速分散，这在消防中尤其有用。由风扇马达54和马达组件50产生的推力迫使来自流体出口82的流体在很大距离内分散成细小液滴或雾。流体流动控制装置10、200可以覆盖的潜在表面积是巨大的，并且提供了显著提高消防员当前能力的消防能力。从流体流动控制装置10、200分散的流体的性质还显著减少了熄灭火灾所需的流体量。流体流动控制装置10、200提供调节空气流动和阻燃剂的能力。例如，水和泡沫可用于可能发生的不同情况。

如前所述，可以应用本发明的应用的数量是相当大的。虽然我们主要仅提供了对消防领域的示例应用，但是我们还提供了对示例使用的以下概述，这些示例使用决不是本发明的仅有限制的用途。本发明的流体流动控制装置10、200可以用于：

1.抑尘：流体流动控制装置10可用于抑制或减少灰尘，并且还可减少气味。抑尘在重工业中是重要的，尤其是那些存在于诸如矿井、道路、简易机场或易于污染空气的建筑工地的露天环境中的那些。

2.正压通气：本发明可以提供一种便携式正压通气鼓风机，用于扑灭与诸如隧道、矿井、大厅、仓库、高层建筑、商场等大型结构相关的火灾。

3.化学品喷雾和气溶胶喷雾：本发明的便携性质有助于化学品和气溶胶的应用，诸如用于灭蚊的喷雾。

4.用于人群控制的区域封锁武器：将本发明安装在交通工具上或交通工具中的能力允许流体流动控制装置10用于人群控制区域。空气射流与诸如水之类的流体或在某些情况下胡椒喷雾相结合可以容易地用于驱散人群或骚乱。

5.工业清洁：高速空气和流体的结合可以被设计成以安全、环境可持续和可靠的方式清洁维护装备和设施。

6.冷却环境温度：如上所述，流体流动控制装置还可以包括连接到流体出口的多个喷嘴，用于分散细雾。这对于诸如音乐会等户外活动给参与者降温来说尤其有用。

7.制造人造雪：本发明也可以用于造雪领域，即通过在低温下迫使水和加压空气通过流体控制装置来产生雪。

8.轻型飞行器或其他交通工具的推进源：本发明可以为许多不同的交通工具提供动力。例如，可以通过将流体流动控制装置附接到飞行器的机翼或机身来为轻型飞行器提供动力。同样，诸如喷气船、气垫船和汽车的其他交通工具可以被修改以允许添加流体流动控制装置来为相应的交通工具提供动力。

流体流动控制装置10、200主要由钢、铝和复合材料(诸如芳族聚酰胺Kevlar)制成。例如，马达套环70、基座组件20、支撑结构220和转台18、210全部由钢或其他合适的材料(诸如飞行器铝等级合金)制造。除了风扇空气定向整流罩60或空气输送组件250可以由铝或甚至玻璃纤维制造之外，马达组件50也主要由钢制造。同样，外整流罩或壳体40、240可以由铝或玻璃纤维制成。

风扇马达54、转台马达141、214和倾斜台马达142或致动器231已经被描述为由AC电流或DC电流或液压流体提供动力，还应理解，系统可以由高压流体或气动压力提供动力。这样，替代动力供应所需的任何部件或系统也包括在本发明的范围内。例如，液压动力系统将适当地需要贮存器、泵、各种阀和液压流体传输管线。同样，气动动力系统还将包括诸如压缩机、接收罐、调节器、阀、过滤器和合适的传输管线的项目。

流体流动控制系统110被设计成控制流体流动控制装置10、200的全部可控属性。如上所述，包括微控制器120、主控制面板111和方向控制器140的控制系统110的部件中的每一个都容纳在单独的壳体中。替代地，全部部件可以容纳在单个控制器中，所述控制器可以有线或无线连接到流体流动控制装置10、200。

优点

显而易见的是，本发明总体上涉及一种用于控制流体流动的装置。更具体地，本发明涉及使用流体流动装置的消防装备，所述流体流动装置产生可用于消防的高速流体。

本发明提供一种可用于许多不同应用的高速流体流。控制流体在相当长的距离和宽的成形分散弧上的分散的能力提供了特别适合于消防的系统。流体流动控制装置可以容易地安装到可移动平台，诸如已经在罐车的后面使用的那些，并且可以被针对许多不同的消防应用。例如，本发明在燃烧物体上形成大的传热表面并因此具有更高的冷却能力。

与现有技术相比，本发明可以将诸如水或泡沫的流体直接施加到火焰上，所述流体从传统消防方法无法达到的距离处扑灭燃烧物体。这还增强了消防员的安全性，因为他们不再需要与燃烧的火焰紧密接触。

由于高速风扇组合产生的流体高速分散，意味着消防所需的流体量减少。例如，与普通消防方法相比，使用本发明的流体流动控制装置消防使用的水更少。高速下分散体在很远的距离上产生细小的水雾。事实证明，这种细雾有利于消防和抑尘。事实证明，它对于人群控制和简单地让人们保持凉爽也很有用。使用流体流动控制装置控制空气和水混合物两者的能力允许用户提供许多不同类型的分散模式、分散液滴的类型和尺寸、分散流体量以及流体分散体覆盖范围和移位距离。

外壳体或整流罩和空气输送组件的设计，特别是中心主体和支撑支柱的定位和形状，集中并引导压缩空气流从每个马达组件的风扇组件通过流体流动控制装置的开口后端或出口流出，在那里，集中的空气与流体流动输出相互作用以产生空气强制流体。中心主体具有类似鱼雷的形状，其在本发明中与水中的普通鱼雷的形状相反地利用。在这种情况下，并且为了提供空气流的浓度，压缩空气围绕顶端和圆锥形主体以如下方式被引导，使得空气被引导朝向空气输送组件的外壳体并且朝向位于每个马达组件的输出流中的半球形主体。每个部件的形状、定位和尺寸提供了压缩空气的增加的推力，然后所述推力被集中到输出流中，当与来自流体流部件的流体组合时，所述输出流提供来自本发明的流体流动控制装置的空气强制流体。

马达组件在外壳体和安装套环内和围绕外壳体和安装套环的定位还有助于产生高推力空气输出，所述高推力空气输出与来自流体流动组件的流体流相互作用，以产生用于消防或其他可应用用途的流体的高速集中分散体。

利用本发明，可以更有效地控制城市区域的火灾。马达组件和喷嘴的组合产生细雾，所述细雾直接沉积在火焰上，并将着火的制品包裹起来。雾也可用于扑灭燃烧火焰产生的烟雾和烟尘颗粒。

通过本发明的分散流体获得的距离意味着消防队员不需要暴露于任何直接危险，并且流体流动控制装置可以在安全距离被控制。

本发明已经证明了它们在矿井和隧道火灾区域中的高水平有效性。流体流动控制装置可以安装在无人驾驶交通工具上，所述无人驾驶交通工具可以通过远程控制被远程驾驶到矿井隧道中。同样，用这种方法消防队员不需要暴露在任何直接的危险中，并且可以保持在安全的距离。

本发明可以安装到罐车上，特别是用于机场消防领域和类似的应用领域。先进的喷嘴技术还使得能够比常规的灭火器器喷射更有效地消防。雾化增加了灭火泡沫的表面积并降低了其重量。因此，燃烧的物体被均匀地包围，并且同时整个火源被扑灭。

变型

应认识到，前述内容仅作为说明性示例给出，并且对于本领域技术人员来说显而易见的全部其他修改和变化被认为落入本文所阐述的本发明的宽泛范围和界限内。

本文以文本和/或图形方式描述了所要求保护的主题的各种基本上且特别实用且有用的示例性实施方案，包括发明人已知的用于执行所要求保护的主题的最佳模式(如果有的话)。在阅读本申请后，本文描述的一个或多个实施方案的变化(例如，修改和/或增强)对于本领域普通技术人员来说可能变得显而易见。发明人期望本领域技术人员适当地采用这些变型，并且发明人意图要求保护的主题以不同于本文具体描述的方式来实践。因此，如法律所允许的，所要求保护的主题包括并覆盖所要求保护的主题的全部等同物以及对所要求保护的主题的全部改进。此外，除非在本文中另外清楚地指示、清楚地并且具体地否认或以其他方式与上下文明显矛盾，否则以上描述的要素、活动及其全部可能变型的每个组合被所要求保护的主题涵盖。

除非另有说明，否则本文提供的任何和全部示例或示例性语言(例如，“诸如”)的使用仅意图更好地说明一个或多个实施方案，并且不对任何要求保护的主题的范围构成限制。说明书中的任何语言都不应被解释为表示任何未要求保护的主题对于要求保护的主题的实践是必要的。

因此，与本申请的任何部分(例如，标题、领域、背景技术、发明内容、描述、摘要、附图等)的内容无关，除非有相反的明确说明，诸如经由明确的定义、断言或论点，或者相对于任何权利要求上下文明显矛盾、是否为本申请和/或要求其优选权的任何申请的任何权利要求、以及是否为原始提出或以其他方式提出：

(a)不要求包括任何特定描述或说明的特性、功能、活动或要素、任何特定的活动顺序或要素的任何特定相互关系；

(b)没有任何特性、功能、活动或要素是“必不可少的”；

(c)任何要素都可以集成、分离和/或重复；

(d)任何活动都可以重复，任何活动都可以由多个实体执行，和/或任何活动都可以在多个司法管辖区执行；和

(e)可以具体排除任何活动或要素，活动的顺序可以变化，和/或要素的相互关系可以变化。

除非本文中另有说明或与上下文明显矛盾，在描述各种实施方案的上下文中(尤其是在以下权利要求的上下文中)，术语“一个”、“一种”、“所述”、“该”和/或类似的指代物的使用应被解释为涵盖单数和复数两者。除非另有说明，否则术语“包括”、“具有”、“包含”、“含有”和“容纳”应被解释为开放式术语(即，意味着“包括但不限于”)。

在本说明书中，形容词诸如第一和第二、左和右、顶部和底部等可以仅用于区分一个要素或动作与另一个要素或动作，而不一定要求或暗示任何实际的这种关系或顺序。在上下文允许的情况下，对整数或部件或步骤(等)的引用不应被解释为仅限于所述整数、部件或步骤中的仅一者，而是可以是所述整数、部件或步骤等中的一者或多者。

Claims (49)

1.一种流体流动控制装置，其包括：

多个马达组件，其安装在围绕安装套环的等距点处；

细长环形外壳体，其围绕所述马达组件并从所述马达组件向外间隔开，并与所述马达组件一起限定环形空气通道，所述外壳体具有中心纵向轴线、用于接收环境空气的基本上开口前端和用于排放空气强制流体的基本上开口后端；

支撑结构，所述细长环形外壳体安装在所述支撑结构上；

流体流动组件，其具有邻近所述支撑结构附接的流体入口，和邻近所述中心纵向轴线并位于所述细长环形外壳体的所述开口后端内的流体出口；

转台，其联接到所述支撑结构，以允许所述支撑结构以圆弧旋转；和

致动组件，其用于升高和降低所述环形外壳体，所述致动组件联接在所述支撑结构和所述细长环形外壳体的外表面之间。

2.如权利要求1所述的流体流动控制装置，其中所述流体流动控制装置能够用于以下应用中的任一者或多者：

a)消防；

b)抑尘；

c)正压通气；

d)化学品和气溶胶喷雾；

e)用于人群控制的区域封锁武器；

f)工业清洁；

g)冷却环境温度；

h)制造人造雪；

i)对飞行器除冰；或

j)用于轻型飞行器或其他交通工具的推进源。

3.如权利要求1或权利要求2所述的流体流动控制装置，其中所述多个马达组件由以下任一者提供动力：

a)电流；

b)液压流体压力；

c)气动压力；或

d)高压流体。

4.如权利要求3所述的流体流动控制装置，其中所述电流是DC电流或AC电流。

5.如权利要求1至4中任一项所述的流体流动控制装置，其中所述细长环形外壳体是圆柱形管状壳体，所述圆柱形管状壳体被设计成集中通过和来自所述流体流动控制装置的空气流，或者所述外壳体是空气动力学环形壳体，所述空气动力学环形壳体用作集中通过和来自所述流体流动控制装置的空气流的腔室。

6.如权利要求5所述的流体流动控制装置，其中所述外壳体的所述开口前端具有后壳体凸缘，所述后壳体凸缘被定位成包围所述多个马达组件中的每一个的入口凸缘。

7.如权利要求5或权利要求6所述的流体流动控制装置，其中所述外壳体的所述开口后端具有前壳体凸缘，所述前壳体凸缘定位成包围所述多个马达组件中的每一个的空气输送壳体的出口。

8.如权利要求5至7中任一项所述的流体流动控制装置，其中所述支撑结构包括一对间隔开的直立部以及支撑基座，所述直立部限定了用于接收所述细长环形外壳体的安装组件的凹槽，所述细长环形外壳体通过插入在每个直立部和所述外壳体的所述安装组件之间的旋转构件枢转地连接到所述直立部。

9.如权利要求8所述的流体流动控制装置，其中所述旋转构件包括轴承组件和旋转轴，所述轴承组件在所述安装组件的相对侧处联接到每个直立部，并且所述旋转轴穿过所述轴承组件和所述安装组件两者。

10.如权利要求9所述的流体流动控制装置，其中所述轴承组件包括在所述支撑结构的每个直立部中的轴颈轴承，以将所述细长环形外壳体的所述安装组件支撑在所述旋转轴上以进行枢转移动。

11.如权利要求8所述的流体流动控制装置，其中所述旋转构件包括轴颈轴，所述轴颈轴穿过每个直立部中的孔和所述安装组件中的相对应孔，以支撑所述细长环形外壳体的所述安装组件以进行枢转移动。

12.如权利要求1所述的流体流动控制装置，其中所述马达组件安装套环适于装配在所述外壳体内，所述套环具有多个周向间隔开的支柱，所述支柱从中心毂径向延伸到所述套环以用于支撑所述多个马达组件。

13.如权利要求12所述的流体流动控制装置，其中所述支柱围绕所述套环均匀地间隔开，使得所述多个马达组件围绕所述套环被等距间隔开和支撑。

14.如权利要求1所述的流体流动控制装置，其中联接到所述支撑结构的所述转台被安装或可安装在表面上。

15.如权利要求14所述的流体流动控制装置，其中所述转台联接到所述支撑结构，以允许所述流体流动控制装置以圆弧旋转，所述转台包括：

第一板，其安装或可安装到所述表面；

第二板，其安装或可安装到所述支撑结构的所述支撑基座；

旋转装置，其安装在所述第一板与所述第二板之间，所述旋转装置允许所述流体流动控制装置以所述圆弧旋转；

转台驱动组件，其安装到所述旋转装置以允许所述转台被顺时针和逆时针两者驱动；和

限位开关组件，其用于限制所述转台的旋转移动。

16.如权利要求14或权利要求15所述的流体流动控制装置，其中所述转台驱动组件由电流、液压流体压力、高压流体或气动压力中的任一者提供动力。

17.如权利要求16所述的流体流动控制装置，其中所述电流能够是DC电流或AC电流。

18.如权利要求1所述的流体流动控制装置，其中所述致动组件还包括致动器，所述致动器连接在所述支撑结构的所述支撑基座与所述细长环形外壳体的外表面上的安装臂之间，以允许所述致动组件竖直地向上和向下移动所述外壳体，以调节所述外壳体相对于所述支撑结构的角位置。

19.如权利要求18所述的流体流动控制装置，其中所述致动器是具有延伸螺杆的线性致动器，所述致动器的第一端可枢转地附接到所述支撑基座，并且所述延伸螺杆的一端附接到所述外壳体上的所述安装臂，使得当所述螺杆延伸或缩回时，将调节所述流体流动控制装置的所述外壳体相对于所述支撑结构的竖直角位置。

20.如权利要求18或权利要求19所述的流体流动控制装置，其中所述致动组件还包括至少一个限位开关，以限制所述流体流动控制装置的所述外壳体的竖直移动。

21.如权利要求18至20中任一项所述的流体流动控制装置，其中所述致动器由电流、液压流体压力、高压流体或气动压力中的任一者提供动力。

22.如权利要求21所述的流体流动控制装置，其中所述电流能够是DC电流或AC电流。

23.如权利要求1所述的流体流动控制装置，其中每个马达组件包括围绕纵向中心轴线串行流动连通的风扇组件和空气输送组件。

24.如权利要求23所述的流体流动控制装置，其中所述风扇组件包括风扇马达和外风扇壳体，所述风扇马达在公共轴上驱动具有多个周向间隔开的风扇叶片的风扇转子，所述外风扇壳体围绕所述风扇马达和风扇叶片。

25.如权利要求23或权利要求24所述的流体流动控制装置，其中所述空气输送组件包括：

环形外壳体，其围绕所述马达组件的纵向中心轴线形成，所述环形外壳体具有用于接收所述风扇组件的基本上开口第一端和用于排放被所述风扇叶片压缩的所述环境空气的所述部分的基本上开口第二端；

中心主体，其沿所述环形外壳体的所述纵向中心轴线延伸；

多个周向间隔开的支柱，其在所述环形外壳体和所述中心主体之间径向延伸；和

其中所述环形外壳体、所述中心主体和所述支柱成形为集中由所述马达组件中的每一个的所述风扇叶片压缩的空气，以为所述流体流动控制装置提供强制空气供应。

26.如权利要求25所述的流体流动控制装置，其中所述环形外壳体包括：

第一圆柱形主体，其具有第一端和第二端；

圆柱形空气引导壳体，其具有输入端和输出端；和

其中所述第一圆柱形主体的所述第一端适于抵靠所述风扇组件的一端，并且所述第二端适于接收在所述空气引导壳体的所述输入端内。

27.如权利要求25或权利要求26所述的流体流动控制装置，其中所述中心主体包括：

第一圆柱形主体部分，其具有第一端和第二端，所述第一主体部分在所述空气引导壳体的所述输入端和输出端之间沿所述马达组件的所述纵向中心轴线延伸；

第一圆锥形端，其从所述第一主体部分的所述第一端延伸一段距离到顶端；和

第二输出端，其从所述第一主体部分的所述第二端延伸一段距离，以形成圆形半球形端。

28.如权利要求25至27中任一项所述的流体流动控制装置，其中所述第一圆锥形端延伸到所述第一圆柱形主体中，使得所述第一圆锥形端的所述顶端邻近所述风扇组件定位。

29.如权利要求25至28中任一项所述的流体流动控制装置，其中所述圆形半球形端延伸到位于所述环形外壳体的所述开口第二端外部的点。

30.如权利要求25至29中任一项所述的流体流动控制装置，其中所述多个周向间隔开的支柱具有与后缘间隔开的前缘，所述前缘和所述后缘相对于每个马达组件的所述纵向中心轴线成角度地形成。

31.如权利要求30所述的流体流动控制装置，其中所述前缘和所述后缘相对于每个马达组件的所述纵向中心轴线形成的角度在20度至90度的范围内。

32.如权利要求31所述的流体流动控制装置，其中所述前缘和所述后缘相对于每个马达组件的所述纵向中心轴线形成的角度约为60度。

33.如权利要求1所述的流体流动控制装置，其中所述流体流动组件还包括附接到所述流体出口的至少一个喷嘴。

34.如权利要求1所述的流体流动控制装置，其中所述流体流动组件还包括附接到所述流体出口的多个喷嘴。

35.如权利要求33或权利要求34所述的流体流动控制装置，其中所述喷嘴被定位成从所述流体出口供应流体喷雾，并且当与所述开口后端与空气流结合时，产生流体喷雾的浓缩流，或者大液滴的分散体，或者通过所述浓缩的高推力空气和流体的混合物实现的任何其他分散体组合。

36.如权利要求33至35中任一项所述的流体流动控制装置，其中所述流体流动组件还包括流体供应歧管，所述歧管包括至少一个流体容器和第一泵，所述至少一个流体容器被配置成保持流体，所述第一泵机械地联接到所述至少一个流体容器，并且被配置成以第一压力将所述流体从所述至少一个容器至少部分地泵送到所述流体入口中。

37.如前述权利要求中任一项所述的流体流动控制装置，其中由所述流体流动控制装置分散的所述空气强制流体是任何持续变形的物质，液体或气体物质，诸如水、水基阻燃泡沫、化学基消防产品、二氧化碳、卤代烷哈龙或碳酸氢钠中的任一者。

38.如前述权利要求中任一项所述的流体流动控制装置，其中所述流体流动控制装置还包括用于提供所述流体流动控制装置的远程操作的控制器。

39.如权利要求38所述的流体流动控制装置，其中所述控制器是有线或无线控制器。

40.如权利要求38或权利要求39所述的流体流动控制装置，其中所述控制器被设计成提供所述转台驱动组件、所述致动组件、所述马达组件和所述流体流动组件的远程操作。

41.如权利要求38至40中任一项所述的流体流动控制装置，其中所述控制器还包括：

微控制器，具有中央处理单元、存储器、至少一个串行端口和至少一个数字可编程输入端和输出端以及至少一个模拟可编程输入端和输出端；和

主控制面板，其远程地连接到所述微控制器，所述主控制器具有至少一个用户接口，以及显示器，所述显示器被配置成呈现用于操作或控制所述流体流动控制装置的至少一个限定的参数。

42.如权利要求38至41中任一项所述的流体流动控制装置，其中所述控制器还包括单独的控制装置，所述单独的控制装置用于控制以下中的每一者：

i)每个或全部马达组件的马达速度；

ii)通过控制所述致动组件，所述环形外壳体相对于所述支撑结构的角位置；

iii)通过控制转台驱动组件，所述流体流动控制装置的旋转位置；和

iv)通过控制所述流体流动组件的所述第一泵，流体的流速。

43.如权利要求38至41中任一项所述的流体流动控制装置，其中所述控制器还包括单个控制装置，所述单个控制装置使用所述微控制器编程以控制以下中的每一者：

i)每个或全部马达组件的马达速度；

ii)通过控制所述致动组件，所述环形外壳体相对于所述支撑结构的角位置；

iii)通过控制转台驱动组件，所述流体流动控制装置的旋转位置；和

iv)通过控制所述流体流动组件的所述第一泵，流体的流速。

44.如前述权利要求中任一项所述的流体流动控制装置，其中所述马达组件中的每一个还包括温度传感器，所述温度传感器邻近所述风扇马达安装以监测所述马达温度。

45.如权利要求44所述的流体流动控制装置，其中所述温度传感器还包括切断系统，所述切断系统连接到所述控制器以防止所述马达组件的过温操作。

46.如前述权利要求中任一项所述的流体流动控制装置，其中当所述转台驱动组件、所述致动组件、所述马达组件和所述流体流动组件由液压流体压力提供动力时，所述流体流动装置还包括与液压流体贮存器流体连通的液压泵。

47.如权利要求46所述的流体流动控制装置，其中所述液压泵由电动马达或原动机中的任一者提供动力。

48.如权利要求2所述的流体流动控制装置，其中当用于消防、抑尘、正压通气、化学品和气溶胶喷雾、用于人群控制的区域封锁武器、工业清洁、冷却环境温度或制造人造雪的应用中时，所述流体流动控制装置安装在附接到交通工具的可移动吊杆上的平台上。

49.一种控制流体流动控制装置的方法，其包括以下步骤：

a)提供流体流动控制装置，所述流体流动控制装置包括权利要求1至48中所述的特征中的任一个；

b)提供用于所述流体流动控制装置的动力源，其中所述动力源选自电流、液压流体压力、高压流体或气动压力中的任一者或多者；

c)提供控制器，所述控制器被设计成提供所述转台驱动组件、所述致动组件、所述马达组件和所述流体流动组件的远程操作；

d)给所述马达通电；

e)操作所述控制器上的速度控制开关，以逐渐增加所述多个马达中的每一个的速度；

f)稳定每个马达的速度，以产生从所述开口前端环境空气输入区域到所述开口后端空气排放区域的空气流；

g)调节所述转台驱动组件以顺时针或逆时针方向旋转所述流体流动控制装置；

h)调节所述致动组件以升高和降低所述环形外壳体以调节所述流体流动控制装置的竖直位置；和

i)给第一泵通电，所述第一泵机械地联接到至少一个流体容器并且被配置成以第一压力将流体从所述至少一个容器至少部分地泵送到所述流体入口中，以将所述流体提供到流体出口，所述流体出口邻近中心线定位并且在所述流体流动控制装置的所述开口后端空气排放区域内，以产生来自所述流体流动装置的输出，所述输出组合并集中由所述马达组件的推力产生的空气流和来自所述流体出口的流体。