电梯轿厢风扇 1880 – 1930

历史方法可以揭示许多见解。

作者：EW 记者 Lee Gray 博士

电梯轿厢的发展史也涵盖了一系列提升用户体验的配件的发展史。这些配件包括座椅、照明灯、楼层位置指示器、楼层按钮和风扇。电梯轿厢风扇系统从1880年到1930年的发展史，展现了风扇设计的逐渐成熟、风扇运行（风向）的一致“定向”方法，以及其发展过程中发生的一次重要的运行方式的转变。

最早提及电梯轿厢风扇的文献之一出现在1880年的一项专利中：电梯风扇附件，美国专利号227,497（11年1880月XNUMX日）。发明者是波士顿的卢克·戴维斯（Luke Davis），他对其设计进行了如下描述：

本发明的目的是提供一种用于乘客电梯轿厢通风的简单装置……该发明包括一个固定在电梯轿厢内的风扇，风扇的一端有一个滑轮，一根从电梯井道或井道的顶部到底部绷紧的绳索绕着滑轮转动，这样，当轿厢上下移动时，风扇就会旋转并产生气流，为轿厢通风……显然，风扇或叶片会在电梯井道中产生持续的空气扰动，从而在电梯或轿厢上下移动时产生持续的气流和循环。 ^[1]

专利图纸描绘了一个由轿厢运动驱动的线性风扇（图1）。专利文本略显混乱，提到风扇产生“气流来为轿厢轴通风”，再加上简陋的图纸，似乎表明这是一个过于简单的设计理念，而非一个严肃的提案。27年1881月XNUMX日出版的《科学美国人》杂志上的一则广告打破了人们对戴维斯方案的这种印象：“客梯通风风扇。专利出售。已测试，并已投入日常运行。效率测试令人满意。请联系卢克·戴维斯，由马萨诸塞州波士顿的Hovey & Co.转交。”^[2] 戴维斯还在 1881 年秋天于波士顿举办的马萨诸塞州慈善机械师协会第十四届展览会上展出了他的风扇。展览评审团授予戴维斯一枚铜牌，称其“应用新颖、极其简单，并且耗能小”。^[3]

虽然戴维斯的设计在商业上取得的实际成功难以估量，但毫无疑问，它吸引了同时代人的注意，事实上，它似乎直接影响了后来的电梯风扇专利。1885年，布鲁克林的理查德·马歇尔（Richard Marshall）获得了一款风扇的专利，其设计和工作原理与戴维斯的设计类似（图2）：

“本发明的目的是提供一种实用的电梯风扇附件；本发明主要包括适当的传动装置，该传动装置布置成通过电梯轿厢的上下运动而旋转，并结合适当的装置将传动装置的运动传递到布置在轿厢顶部的风扇。”^[4]

华盛顿特区的弗朗西斯·萨斯（Francis Sasse）申请了专利，这是首批采用更“规范”的风扇叶片方案的设计之一（图3）。该设计采用了“一个旋转风扇……通过悬挂在电梯井中的绳索与风扇轴上的滑轮啮合，由轿厢的运动自动驱动。”[5] 萨斯也是第一个明确阐述乘客电梯轿厢需要风扇的人：“在许多电梯轿厢中，由于通风不足，空气非常闷热，令人感到不适。尤其是在温暖的天气里，以及在需要点燃燃气喷嘴的轿厢中，因为由此产生的热量和难闻的气味。”^[5] 1890 年，纽约的 Arthur Richter 和 James H. Lancaster 申请了类似的设计专利（图 4）。^[6]

迄今为止提到的四种方案的一个根本设计缺陷是它们依赖轿厢的运动来驱动风扇。这会导致风扇在轿厢穿过井道时启动和停止，或许最令人担忧的是，风扇在高速电梯中可能达到惊人的速度。1880世纪1911年代电风扇的发明，为在电梯轿厢内提供持续稳定的气流提供了解决方案。电风扇在电梯轿厢中的首次使用尚不明确。XNUMX年，纽约的艾默生电气制造公司对当时最先进的技术进行了如下描述：

许多办公楼、酒店和公寓楼通常会在电梯轿厢顶部附近的一角安装一台小型风扇，以便在轿厢静止时为操作员提供舒适感，同时也方便楼内乘客。此前，用于此目的的风扇大多为12英寸耳轴支架风扇或8英寸铰链式电机（用作支架风扇）。为了将电机与普通支架底座连接，通常需要在轿厢框架上安装木块，或在铁框架上钻孔攻丝，这既不方便，又花费不菲。^[7]

这篇关于标准方法及其相关问题的总结发表在一篇题为《电梯风扇》的文章中，该文章发表在该公司的月刊上。不出所料，文章中还提出了一个基于艾默生风扇使用问题的解决方案：

艾默生卧室风扇配有支架，专为金属床的角柱设计，无疑是电梯内安装最便捷、最令人满意的风扇类型。用于床柱的支架同样适用于电梯轿厢的角柱，无需特殊的机械加工或木工。艾默生卧室风扇的全旋转耳轴设计允许调节电机，将风力调至任何所需的位置。卧室风扇通常配备的八英尺长电源线（带插头和吊挂开关）可以剪短至合适的长度，以便连接到线路，并将开关悬挂在电梯轿厢内合适的高度。一旦卧室风扇在电梯服务中的应用潜力得到充分认可，这类风扇无疑将在现代建筑的电梯中占据一席之地。^[7]

虽然在汽车上角安装小型电风扇的做法并非不合逻辑，但这种方法却引出了一个问题：为什么设计师不简单地生产出 Sasse 方案的电动版本呢？

这种简单的转变显然直到1920世纪5年代才出现，当时纽约安全车供暖与照明公司推出了扇形吊灯——一种电风扇和照明装置的组合（图1927）。XNUMX年，该系统的一则广告宣称：

舒适的电梯！告别闷热的电梯。不再有难看的风扇，而是隐藏在电灯装置中。不再有恼人的持续风，而是通过专利导流板，以每分钟36波的频率精准扩散气流。如今，“吊灯式吊灯”让冬夏两季的电梯舒适体验成为可能。^[8]

虽然这是一个优雅的解决方案——Fandolier-Chandelier 是由建筑师 Clinton & Russell 设计的，而车厢的设计则由 WS Tyler Co. 完成。它的运行遵循了戴维斯于 1880 年建立的模式——风扇将空气吹入车厢。

1930年发生了一次关键的范式转变，其最早的体现之一体现在奥的斯工程师约翰·C·纳普（John C. Knapp）的一项专利中。专利图纸展示了一种电风扇和照明灯具的组合设计，与吊灯式吊灯（图6）非常相似。然而，在专利引言中，纳普强调的并非电梯轿厢风扇的需求，而是良好的通风需求：

随着电梯技术的发展，在某些类型的电梯中安装封闭或基本封闭的轿厢已变得越来越普遍。因此，此类轿厢内的空气始终有可能变得不洁净，甚至停滞。其他类型的轿厢也有可能由于交通繁忙而变得空气不洁净。因此，在上述类型的电梯中，最好对轿厢进行通风。本发明的一个特点是提供一种用于更新电梯轿厢内空气的通风装置。本发明的另一个特点是将通风装置隐藏在电梯轿厢内乘客看不到的地方。本发明的第三个特点是提供一种用于电梯轿厢的通风装置，该装置结构简单坚固，运行可靠，并且制造成本低廉……在实施本发明的优选实施例中，在轿厢的天花板上设置一个开口，在该开口上方安装一个吸风机，该吸风机由安装在轿厢上的电机驱动。轿厢内设有一个照明灯具。遮盖开口，并在开口处设置孔洞，使空气能够自由流通。该装置设计精美，为车内乘客带来赏心悦目的外观，并且其布置能够有效隐藏风扇和电机。^[9]

因此，Knapp 的设计标志着电梯轿厢风扇时代的终结，并开启了电梯轿厢通风系统的新时代。后者将成为后续文章的主题。

案例

1. 卢克·戴维斯，电梯风扇附件，美国专利号 227,497（11 年 1880 月 XNUMX 日）。
2. 广告，《科学美国人》（27 年 1881 月 XNUMX 日）。
3. 1881 年马萨诸塞州慈善机械师协会第十四届展览会，波士顿：Alfred Mudge & Sons 印刷厂（1881 年）。
4.理查德·马歇尔，电梯风扇附件，美国专利号316,633（28年1885月XNUMX日）。
5. Francis Sasse，电梯轿厢风扇附件，美国专利号350,947（19年1886月XNUMX日）。
6. Arthur Richter 和 James H. Lancaster，电梯轿厢风扇，美国专利号 432,768（22 年 1890 月 XNUMX 日）。
7.“电梯风扇”，《Emersion月刊》（1911年XNUMX月）。
8. 广告：安全车供暖和照明公司，《美国银行家协会期刊》（1927 年 XNUMX 月）。
9. John C. Knapp，通风装置，美国专利号1,767,988（24年1930月XNUMX日）。