CN113453782A - 空气过滤器装置 - Google Patents

Abstract

空气过滤器装置包括：一个或更多个褶皱式空气过滤器，其中，褶皱式空气过滤器呈筒形并且根据关系式Gu＝f_hP_r,/(2r_oε^0.25)>0.8设计；以及用于使褶皱式空气过滤器旋转的马达，其中，ρ_r＝(r_ο‑r_i)/ρ_s；r_o＝筒形褶皱式过滤器的外半径；f_h＝筒形过滤器的高度；r_i＝筒形褶皱式过滤器的内半径；p_s＝内半径上两个相邻褶皱顶部之间的距离，ε＝ASHRAE效率。

Description

空气过滤器装置

技术领域

本发明涉及空气净化。特别地，本发明涉及空气过滤器构造、组装和操作、以及如何在不影响流量和过滤器效率的情况下降低噪音和功率消耗。

背景技术

传统地，用于提高空气质量的装置通过经由过滤器提供空气流而制造。空气净化器性能由空气流量(m³/小时)和过滤器效率或捕获微尘的能力而限定。这两个参数的乘积称为清洁空气输送率(CADR)。另一重要参数是噪音。噪音主要在空气经过旋转的风扇叶片时以及在高速空气撞击锋利的边缘时产生。装置设计通常针对风扇效率、流通过量(flowthroughput)、过滤的程度或过滤器效率、生产成本、空间占用和噪音排放进行优化。这些特性经常存在冲突，因此必须进行权衡。当装置在室内或靠近人而运行时，噪音是很重要的参数，并且对低噪音的需求将与产品的过滤性能直接冲突。

另一重要挑战是，传统的空气风扇单元的效率很少高于50％，这对过滤功率消耗和噪音造成严重影响。过滤器需要频繁更换，并且在压力增大——为了维持流动，这种压力增大使风扇的功率消耗增加——与更换过滤器的成本之间存在成本平衡。噪音的处理也是通风中的一个大问题，并且通风系统中的噪音阻尼器也需要空间。

鉴于这种情况，本发明是为了实现在占用更少空间的同时以更少的功率消耗和更少的噪音过滤足够体积的空气。

本发明减少了冲突，并且使得装置设计与市场上的任何传统的相同尺寸的空气净化装置相比能够在更低的功率消耗下具有更高的CADR值和更低的噪音排放。

过滤器组件和空气净化系统的尺寸和噪音的减小也为空气净化装置和通风系统的新的且更高效的设计打开了思路。

通过降低过滤系统的功率消耗，本发明为当今可用的技术提供了环境友好的替代品。

通过将本空气过滤及净化系统与高效的热交换系统相结合，本发明实现了更大程度的节能。

本发明基于三个较早的专利申请并且要求这三个较早的专利申请的优先权，这三个较早的专利申请在此全文复制，并且本发明在该文件结尾处引述，其中，在第一优先权申请和第二优先权申请中通过增加1000以及在第三优先权申请中通过增加2000而对附图标记重新编号，并且附图编号相应地增加100和200。

发明内容

该创新有助于在空气过滤和通风设计方面提高灵活性、经济性、功率效率和尺寸效率以及噪音降低。本发明通过提供一种空气净化系统来实现该目的，该空气净化系统包括旋转褶皱式过滤器组件或多个旋转褶皱式过滤器组件，可选地与独特的风扇设计和热交换器设计相结合。此外，该系统可以是基于模块的，使得该系统可以包括布置在通常用于较大设备中的能够易于更换的模块中的多个过滤器单元。本发明的主要原理是，进入旋转褶皱式过滤器组件的空气在空气被过滤的同时被转动和推进。这允许增加的流通过量和更小的产品设计。本发明的空气过滤通过下述方式节省了能量：部分地通过在借助几乎没有湍流损失的离心场获得能量的同时消耗过滤所需的能量，并且部分地通过利用新发现的在褶皱式过滤器的转动期间发生的流体动力学效应。本发明有助于空气过滤器/风扇容量、噪音降低和许多其他特征的大幅改进，并且可以影响与空气净化和通风相关的未来设计策略。

附图说明

为了便于理解本发明并解释本发明在实践中可以如何工作，将参照附图对非限制性示例进行描述，在附图中：

图1图示了旋转褶皱式过滤器的第一实施方式。

图2A图示了以斜角观察的筒形形式的褶皱式过滤器

图2B是图2中的从上方观察的过滤器，其中，褶皱的部段被放大

图3A图示了用于安装至天花板点的过滤器实施方式

图3B图示了穿过图3A的过滤器的空气流，并且图中的一小部分以横截面图示了褶皱式空气过滤器构造

图3C示出了带有附加的空气流导向器的图3A组件

图3D图示了图3C的过滤器组件周围的空气流

图3E是可调节式旋转空气导向器的示例

图3F示出了具有前攻角的一组径向叶轮叶片

图4A图示了包括要布置在过滤器内部的轴流-径流式风扇的过滤器组件的分解图

图4B图示了图4A的过滤器组件的实施方式

图4C是图4B的过滤器组件的斜视图

图4D是图4B的过滤器组件的横截面

图4E是图4B中的横截面A-A的俯视图

图4F图示了图4A的过滤器组件的另一实施方式

图4G是图4F的过滤器组件的斜视图

图4H是图4F的过滤器组件的横截面

图4I是用于控制排出转动场的外部静态薄片的侧视图

图4J是如图4I中所示的外部静态薄片的横截面图

图4K是如图4I中所示的外部静态薄片的俯视图

图5A是带有外部安装式空气引导翼和空气通道套筒的略微呈锥形的旋转褶皱式过滤器的第一半部的横截面图

图5B等同于从不同视角观察的图5A。

图6是带有安装在外壳中的外部安装式空气引导翼的过滤器的从右上方以斜角观察的横截面图

图7是从另一角度观察的与图6中相同的物体

图8是带有外部安装式空气引导翼的锥筒形褶皱式过滤器的横截面图

图9从上方示出了图8中的物体

图10从下方示出了图8中的物体

图11图示了组合有四个如图5至图10中所示的过滤器组件的系统

图12图示了具有三个直径不同的径向间隔开的过滤器的过滤器组件。

图13图示了用于包括具有预转动叶轮的多个径向隔开的过滤器的过滤器单元的外壳

图14是图13中的过滤器单元的横截面俯视图

图15是图13中的过滤器组件的各元件的细节图，其中，未示出外壳壁

图16示出了布置在外壳内部且带有径向风扇元件、空气引导翼和马达的过滤器单元的横截面

图17A描述了当在图4A至图4K的构型中运行时关于轴流-径流式叶轮和过滤器的压力曲线图

图17B图示了根据本发明的过滤器的Gu数的值

图17C是关于针对本发明与典型的现有技术的不同Gu在35dB下的性能CADR/L的具体案例研究

图17D是关于针对本发明与典型的现有技术的不同Gu在35dB下的性能CADR/过滤器筒体的体积的具体案例研究

图18示出了穿过褶皱式过滤器的廊道效应(corridor effect)和柱效应(columneffect)

图19图示了空气通路中的筒形过滤器中的褶皱

图20A是布置在地板模型框架中的2个褶皱式过滤器组件的内部视图

图20B是带有用于流入侧的保护通风口和静态空气屏障的地板模型组件

图20C是带有用于流入侧的保护通风口的地板模型组件，

图20D是带有排出通风口和如图20A中所示的在入口处没有预过滤器和碳过滤器的内部组件的地板模型组件

图21A图示了从正面和侧面观察的过滤器组件的单叶轮上抛型实施方式

图21B图示了图21A中的实施方式的横截面图

图21C图示了图21A的过滤器的分解图

具体实施方式

在各种实施方式的以下描述中，将对附图进行参照，在附图中，相同的附图标记表示相同或对应的元件。附图不一定按比例绘制。相反，某些特征可以以一定比例放大或以某种简化或示意性的方式示出，其中，某些常规元件可能已被省略，以便举例说明本发明的原理，而非用无助于理解这些原理的细节使附图混乱。

应当注意，除非另有说明，否则不同的特征或元件可以彼此组合，无论这些不同的特征或元件是否已经作为以下相同实施方式的一部分而被一起描述。示例性实施方式中的特征或元件的组合是为了便于理解本发明而不是将本发明的范围限制于有限的一组实施方式以及限制于在各个实施方式中示出的具有大致相同的功能的替代元件的范围，这些替代元件意在能够被互换。为了简洁起见，没有尝试公开各特征的所有可能的排列的完整描述。

此外，本领域技术人员将会理解，可以于在该详细描述中没有包括许多细节的情况下对本发明进行实践。相反地，可能未详细示出或描述一些已知的结构或功能，以避免不必要地模糊各种实施方案的相关描述。下面给出的描述中所使用的术语意在被以其最广泛的合理方式进行解释，即使其与本发明的某些特定实现方式的详细描述结合使用时仍是如此。

在本文件中，短语“褶皱式空气过滤器”和“褶皱式过滤器”用作相同过滤器的同义词。除非另有特别说明，否则通常应理解为含义相同。

该文件定义了一些尺寸和关系，并且，虽然并不总是指定，但应理解的是，所有尺寸和数量均以国际单位制提及。

本发明提供了可以组合到用于改进的空气过滤和通风的系统中的几个方面。第一方面涉及褶皱式过滤器的设计以及该褶皱式过滤器在绕纵向轴线旋转时提供的空气运动特征。

本发明的范围还包括利用几种物理现象的组合，这些物理现象都增强了过滤器组件和操作的如下最重要的特性：低空气透过率、低功率消耗、低噪音和高效率。褶皱式过滤器因其代表的较大过滤器面积而是有利的。径向设计的褶皱式过滤器由于这种几何形状的占用空间小而代表更大的面积。此外，已经发现，当褶皱式过滤器介质旋转时，几种流体动力学效应以积极的方式起作用。

这些迄今为止尚未报道的效应之一是通过因横向于穿过褶皱介质的流的颗粒加速而更有效地捕获颗粒来提高过滤效率。这种效应对于较大的颗粒更为显著，因此对于较粗糙的过滤器而言更有效果。

这些效应中的另一效应是在本文件中称为“柱效应”的效应：在转动时，离心力会拉动排出通道中的整个空气柱，从而在排出通道的底部中产生抽吸力。根据褶皱部的具体设计和介质透过率，转动褶皱式过滤器可以在过滤介质上承受更均匀的压力，这与在驱动空气穿过静态过滤器组件时相比会促进更多的流穿过排出通道的最靠内部分。更均匀的流降低了在过滤器介质上的整体压力并促进容易地流动。虽然未对入口通道中的压降进行讨论，但是这对于理解整体情况很重要。CFD分析用于确认预期的效应。

“廊道效应”在本文件中针对褶皱式过滤器而被定义并且具有以下含义和解释：

在静态褶皱式过滤器的情况下：垂直于排出通道而进入排出通道的空气分子被高速率芯流B部分地加速，如图18中所见，高速率芯流B又被排出通道的底部中的超压加速。所产生的与平行流动情况相比增加的压力因此被假定为廊效应。这种效应已通过CFD模拟得到证实。在褶皱式过滤器2转动的情况下，这种效应很难与廊道效应区分开，然而，假设在转动褶皱式过滤器的情况下，离心力将新给送的空气分子A与空气柱一起拉动/加速，因此，为了排出相同量的空气，排出通道芯的空气速率可以稍微降低。然后廊道效应被减弱，并且在出口处出现了更均匀的速率曲线，从而降低了排出通道中的压降。随着排出射流中的粘性损失和动能损失的减少，效率得到了提高。由于宽排出通道以及在低介质透过率下的高过滤器介质速率，廊道效应变得非常重要。

抽吸力不稳定效应：空气为旋转筒形褶皱式过滤器2留下能量，该能量导致了不稳定。因为与旋转的排出流39一起，因此还会产生抽吸力，并且这种抽吸力将环境空气在褶皱式过滤器2的纵向外部从褶皱式过滤器端部朝向纵向中间部段吸入。这又致使旋转的空气聚集在中间部段处，随后增加了该中间部段上的抽吸力。当过滤器具有两个开口时，过多的进入空气33因此会发现其更容易继续移动至中间部段而不是纵向地均匀分布到褶皱中，纵向地均匀分布到褶皱中对于最佳过滤器功能是优选的。为了将旋转的排出空气的动态能量回收为压力并且确保均匀分布，本发明增加了空气屏障/端部凸架35、36，如图3A和图3B中所示。凸架35、36防止环境空气扰乱并混合到转动褶皱式过滤器外部的排出空间中的压力回收转动场中。如图所示，在典型的过滤器2透过率和凸架下，该技术将能量中的大约50％以等于r_o的切向速率回收并转化为吸入压力，从而促进过滤器流动并提高系统效率。通过使凸架34、34”如图3C中所示的那样较长并且如果相对于上凸架34(未示出)镜像成形的下凸架34”就像利用钹状形状而相互靠近的话，则排出空气的有效横截面积可以被控制使得甚至回收更多的压力。

图3C示出了用于对排出空气流进行引导和进一步稳定的另外的可选的空气引导套环34’。这些空气引导套环34’可以由用户根据用户需要来布置和定位。

图3D图示了进入以及离开图3C中所示的褶皱式过滤器组件的空气流。

在图3A至图3C和图4A至图4K中以本发明的三个示例实施方式来说明过滤装置特征。来自过滤器2的转动的排出空气和离心力产生显著的抽吸效果，从而提高了流通过量。为了避免通过给送施加环境压力的空气而减少这种抽吸力，在过滤器2的纵向端部处设置有凸架34、34”、35、36，从而在外部环境压力与离开空气过滤器2的外半径的空气之间建立物理空气屏障。凸架34、34”、35、36将防止环境空气到达过滤器2的出口，在该出口处，环境空气在正常情况下将施加并限定其压力。替代地，环境在射流开始耗尽并且排出空气的转动减慢之后施加其压力。在径向向外伸展几厘米的这个区域中，流的横截面增大。如果可以忽略湍流中的粘性损失，则根据伯努利方程，流的节约意味着流已经减速并且因此压力已经增加。在实践中，这发生在紊乱的湍流射流中，其中，来自褶皱的微小射流也有贡献。尽管在使用短凸架的情况下凸架使系统中的所有流适当增加了13％，但凸架的最重要作用是利用整个过滤器另外在Z方向、纵向方向上形成均匀的流动，这也显著增加了过滤器寿命。通过图4A至图4H中的所示的尺寸和形状充分抑制了不稳定性。

增加一组静态布置的纵向薄片48，可以进一步提高吸入效果和总流量，这些纵向薄片48环绕着旋转的筒形形式的褶皱式过滤器，如图4I至图4K中所示，这些纵向薄片48径向向外伸展并与排出空气流的方向相切。

在空气沿着旋转轴线20在筒形褶状式过滤器2的z方向上进入端部开口后，还会产生负压的流体动力冲击，进而使得过滤器靠近开口难以将其径向吸出。为了帮助克服这个问题，在入口区域前布置有空气导向器入口通风口，进入的空气在该空气导向器入口通风口处沿z方向被引导。

如在一些实施方式中所见，旋转褶皱式空气过滤器可以具有用于在使用时保持过滤器形状的稳定或加强细节46、2035。加强件还可以保持褶皱式过滤器的其他外部元件。外部元件可以是如图3E中所示的一组可倾斜的囊状形式的叶片49，从而形成其间具有排出射流的空气通道，以用于将排出空气相对于水平面以优选的角度进行引导。这些囊状形式的叶片49在每个囊状形式的叶片的内侧部上的纵向中部处设置有囊状形式的叶片连接器元件49’。可以在各种实施方式中提供这种囊状形式的叶片连接器元件49’，并且所图示的特定实施方式是枢转销49’。每个枢转销形成为由位于褶皱式过滤器的外侧部的中间部段上的相应的夹持元件(未示出)夹持。该连接可以以卡扣/解扣方式提供，并且枢转销49’可以在囊状形式的叶片49安装时提供一种改变囊状形式的叶片49绕褶皱式过滤器的角度取向的方式。在囊状形式的叶片在囊状形式的叶片49的下部区域处朝向褶皱式过滤器搁置的一个位置中，使上部部分敞开会使得射流主要从此处逸出。通常在冬天选择这个位置，以使空气漩涡向上离开，这样它将不会打扰到人们。在转动时的第二双稳态位置中，上部区域朝向褶皱式过滤器搁置而同时在下部部分上开放射流，使得涡旋的空气向下转动，以在炎热时提供像平稳的空气风扇一样的冷却效果。当一个部分朝向褶皱式过滤器搁置时，则另一端部将相对于褶皱式过滤器径向向外定位，并且空气将更容易从这些区域排出。根据枢转销49’连接的枢转阻力，可以通过在旋转的同时将手指超轻地保持朝向囊状形式的叶片49的优选侧来简单地实现位置的改变。

外部元件可以是从筒形褶状式过滤器2向外延伸的一组纵向风扇叶片。在一个实施方式中，纵向风扇叶片144垂直地延伸出筒形褶皱式过滤器2，并且在不同的实施方式中，外部风扇叶片布置成通过布置成相对于筒形褶皱式过滤器2的外部具有大致切向方向而提供射流效果，如图209中所示。可以使用外部径向风扇叶片的变型来提供期望的效果，这些变型还包括多环绕形式，类似于图4K中所示的静态纵向薄片48的形式，从而增加了旋转筒形褶皱式过滤器2的视觉方面。

本发明提供了一种重要的过滤效果，其影响了由将灰尘颗粒和空气推进到旋转褶皱式过滤器中而产生的功率消耗。与风扇与静态过滤器结合工作的空气供应系统相比，几乎消除了湍流流体动力能量损失或风扇损失。因此，功率消耗显著降低。与具有类似功能和尺寸的产品相比，功率消耗降低了40％至90％。

参照图2A和图2B，其示出了具有纵向筒形形状的褶皱式过滤器。

本发明的过滤器提供了过滤器的内半径r_i与外半径r_o之间以及内半径r_i与沿着旋转轴线20的长度f_h之间的特定比率。如果内半径r_i太大并且RPM太高，比如如果过滤器放置在平坦的室内热对流器的离心风扇中，则进入的空气将会过于剧烈地撞击褶皱，并且能量在湍流和噪音中被破坏，而没有建立压力。在这种情况下，为了获得克服过滤器的压降的足够的离心驱动压力，外半径r_o可以被选择得更大，然而，由于切向排出速率与r成比例，这会导致过多的能量输入至转动的排出空气。另一方面，褶皱式过滤器的太小的内半径r_i导致较小的通向褶皱式过滤器中的通道的入口面积，这导致了较高的空气入流速率，这使得难以靠近入口给送过滤器部分，进而导致不均匀的过滤器使用。当空气仅被从过滤器开口中的一个过滤器开口给送时，可以观察到由较高的空气入流速率带来的相同负面影响。利用一个开口的另一负面影响是，过滤器需要更大的马达扭矩来维持性能，这又需要更大且更昂贵的马达。

旋转褶皱式过滤器的不同实施方式的有用性取决于对于不同实施方式可能具有不同权重的一系列测量或参数。产品尺寸对大多数客户而言很重要，并且较大产品带来的价格上涨也很重要。当在空气净化器中使用时其他重要参数是噪音和清洁空气输送率(CADR)。清洁空气输送率通常被定义为空气净化器可以覆盖的地板面积。在对可用的现有技术空气净化器的范围以及掌握旋转褶皱式过滤器的潜力的关键的复杂物理学进行彻底研究之后，发现可以定义一种新的关系，这种新的关系令人惊讶地很好地描述了本发明的旋转褶皱式过滤器作为空气净化元件的商业有用性。

为了在没有附加其他功能性压力改进部件的情况下进行适当的操作，转动褶皱式过滤器的r_i、r_o、褶皱间距p_s、过滤器效率ε与高度f_h之间的关系可以用无量纲数表示，该无量纲数在此表示为Gu数的。该数字也适用于在通风系统中使用的旋转褶皱式过滤器。

该关系是基于现象学和经验的并且通过CFD(计算流体动力学)模拟、3D打印和对众多模型的测量以及测试不同的过滤器而得出。Gu数被定义为：

Gu数≡f_h*p_r/(2*r_o*ε^1/4)

其中，r_o可以表示跨越可选的附加过滤器比方说例如碳过滤器的外部压力产生半径。p_r被定义为：(r_o-r_i)/p_s，其中，p_s是褶皱间距。Gu数的准确度在有用性水平的增长区间更为准确，然而，随着系统比例缩放，需要更适当地考虑边界层以获得更好的准确度。随着本发明的进一步发展，将会研究这些考虑因素。据推测，比所测试的系统更小的系统将表现不佳。在实践中，较大的过滤器也会表现不佳，因为使非常笨重的过滤器转动并不方便。随着Gu数变得更高、超过10，将更难以根据改变哪项参数以及观察者如何看待因这些改变而产生的效果来解释有用性。这种改变可能与观察者如何看待产品尺寸以及观察者如何感知不同水平的噪音有关。此外，所使用的环境中的污染水平和类型也会有所影响，并且推荐的空气交换率(对于房间的每小时空气交换量)也相应地不同，通常从2至4或更高。

Gu数考虑了每个相关参数方面的流体动力学，但是以任何方式隔离或解决这些参数为何以及如何贡献隔离并因此应用并不是微不足道的。尽了最大努力得出的结论或声明是，每个参数都在相对较宽的范围内均很好地起作用。该关系适用于从20％至远高于90％的过滤效率。

为了能够证明旋转褶皱式过滤器的独特积极影响，有必要在图17B中所示的区间内进行实验。在Gu≤0.8的这个区间之外，不可能探索出由于每个CADR的高噪音而带来的益处。在现有技术中，上述讨论和假设的效果尚未得到认可，并且旋转褶皱式过滤器一直以低于0.8的Gu数运行。此外，现有技术的实施方式一直以过高的RPM运行，而没有考虑到上述关系，甚至没有讨论任何这种关系，制造商已将其思想和发展放在其他方向上，而隐藏的潜力仍未被发现。

图21A至图21C中示出了具有根据本发明的径向叶片的具有基本上等于1的Gu的形状因子的产品的示例。本发明要求如下区间：

Gu>0.8

表1：基准本发明与现有技术

在表1中提供了最佳可用现有技术的实验性测试，与本发明的2或3个方案进行比较，其中，所要求保护的关于Gu数的关系的住宅有用性通过在第一测试中使用在35dB的恒定噪音下于1m处测量的CADR/L而具象化。L是水平面内最长的装置长度。观察图21A至图21C中描述的本发明的实施方式，由于蜗壳式设计，L是大约1.25*直径＝1.25*2*褶皱式过滤器的r_o。

将表1绘制成示出了从0至5的Gu值的区间的图17C中的具象化曲线图，其中，第一行与具有Gu＝0.8的现有技术转动过滤器形状复制品相关。

下面的三行示出了与本发明的三个实施方式相关的图号，这三个实施方式分别是无外壳和非增强风扇叶片的图21A至图21C、图4A和图202的实施方式。

第二测试使用在35dB的恒定噪音下于1m处测量的CADR/过滤器筒体的体积。

将表1绘制成示出了从0至5的Gu值的区间的图17D中的具象化曲线图，其中，第一行与具有Gu＝0.8的现有技术转动过滤器形状复制品相关。

下面两行示出了与本发明的两个实施方式相关的图号，这两个实施方式分别是无外壳和非增强风扇叶片的图21A至图21C和图4A的实施方式。

所有过滤器的共同点是ε＝0.88。

可以从实验性测试得出的结论是，根据本发明的过滤器设计证实了本发明的独特的且前所未有的性能。

在该实施方式中，当使用位于褶皱式过滤器的内侧的径向叶轮40、40’或位于褶皱式过滤器的内侧、外侧或内侧和外侧的径向叶片53使室内的具有两个开口的褶皱式过滤器旋转时，性能将在以下方面取决于叶片：攻角α_b、在采用多于一层的叶片的情况下的内叶片高度r_内叶片或叶片高度的总和。与进入的空气相遇的攻击叶片边缘有利地可以是倒圆的。根据图示了内侧径向叶片53(褶皱式过滤器未示出)的原理的图3F，攻角α_b可以小于75°、优选地在75°与30°之间，取决于r_i、f_h和Δr_内叶片。从过滤器内半径r_i向内的内叶片高度Δr_内叶片应大于12mm，优选地，0.2*r_i<Δr_内叶片<0.4*r_i，主要取决于f_h。

在相同的流量和其他类似的形状因素下，相匹配的攻击内叶片Δr_内叶片＝10mm使得噪音改善约4.5dB，相对标准向前倾斜叶片被优化，以用于在径向风扇几何结构中不受阻碍的流动。通常，向前是指叶片的外部部分，因此相对于我们的情况沿“错误的方向”倾斜。相匹配的具有双叶片长度Δr_内叶片＝20mm的攻击叶片使得噪音改善达大约10dB。

类似地，鉴于径向叶片结构，观察到与功率使用相关的达30％的节约的改进。

径向叶片53的挤压形状可能会被修理以获得更好的性能。对于过滤器内部的变形叶片40、40’，对特征长度没有要求，因为变形叶片40、40’在其长度上不断改变形状。

如果过滤器参数被选择成使得Gu数接近于或低于与住宅有用性或运行超过噪音临界RPM的阈值、即大约高于130/r_o，则与本发明相关地研究的一种或更多种效果、还包括匹配的介质透过率，会因回流和湍流而导致弱化和嘈杂的功能。这可能是行业发展专注于其他过滤器解决方案的原因。没有噪音限制的户外应用不需要满足任何一种关系。

在考虑外部叶片时，应当考虑所有由褶皱或叶片组成的旋转通道并由此定义r_o。

在Gu数为4.8时，已经证明的是，与相同的过滤器在过滤器被设计和优化所用于的现有技术的高质量空气净化器中以静态操作使用时相比，通过具有附接在内侧的碳过滤器的隔离旋转筒形褶皱式过滤器的流量更高，并且同时噪音更低。通过使内部没有任何叶片的过滤器以1220RPM转动，该过滤器提供的洁净空气输出比率(CADR)与微调式现有技术空气净化器在最高速度处使用两个串联轴向叶轮以高RPM所提供的CADR相同。与由产品本身发出的56dB的噪音相比，由滤波器发出的噪音为50dB。在内部有叶片和两个开口的情况下，潜在性更大。本发明的流体动力学原理是新的和改进的，并且在没有占用空间和增加产品尺寸的额外外部风扇和其他部件的情况下即可获得性能的提高。因此，转动的过滤器2本身将构成如图1中所图示的本发明的第一实施方式。

例如，当实施如图3A、图3B和图3C中所图示的转动褶皱式过滤器2时，证明了布置成用于安装至天花板灯功率输出的这种设计，框架32中的旋转褶皱式过滤器可以几乎无声地过滤超过230m³/h，并且包括马达在内的总重量小于1kg。相同小的几何形状可以过滤460m³/h，其中，在44dB处过滤效率为80％，这是非常出色的。这相当于已应用于商业产品的现有技术的最佳技术的每尺寸和重量性能的许多倍。如果没有图4A至图4H中呈现的中心轴流-径流式叶轮结构40、40’、44、44’，该转动的过滤器与通过叶轮结构40、40’、44、44’转动的过滤器相比将产生更大的噪音并且效率降低。

与传统静态过滤器组件相比，使用本发明的具有轴流-径流式叶轮的转动褶皱式过滤器的示例实施方式的进一步数据如下：

·RPM：946

·r_i：0.05m

·r_o：0.072m

·f_h：0.2m

·ε：0.88

·使用一个入口的Gu数：3.33

·噪音dBA-1m：29.5dB

·CADR··为188(美国采暖、制冷与空调工程师学会(ASHRAE)0.3um、88％效率)

·四分之一的空间占用

·相同@CADR最高速度时声功率的五分之一(-16dB)。

图201至图207中所示的灯罩组件的占用体积比上述示例中论述的现有技术的高质量空气净化器产品小20％，但是测试是在没有碳过滤器的情况下完成的。为了提供310m3/h的CADR，商业产品消耗29瓦，而灯罩组件的扭矩工作功率为2.4瓦。在马达效率为0.5、相当于4.8W的情况下，这对应于有利于转动的灯罩的为八的功率比率。对应的分贝水平对于商业产品是56分贝，而对于本发明是26分贝。

因为在压力出现的地方使用压力，因而与具有外部驱动流的静态过滤器相比，旋转褶皱式过滤器单独地显著提高了每噪音CADR(清洁空气输出比率)、或甚至更好地与如图4A和图4B中所图示的位于褶皱式过滤器内侧的旋转轴流-径流式叶轮40、40’组合而显著提高了每噪音CADR(清洁空气输出比率)。由于接近空气的切向速度与过滤器入口的切向速度相匹配，因而风扇效率优于在设计良好的大风扇中获得的标准(50％-75％)。这是由轴流-径流式叶轮提供的。如前所论述的，由于根据所有论述的效果，都允许褶皱式过滤器中的空气相对容易通过，因而即使是没有其他部件的转动褶皱式过滤器2也具有目前为止在空气净化应用中未被发现的固有可能性。展示了这些效果的利用，并且示出了一些产品实现，从最纯粹的褶皱式过滤器转动的形式到具有出色性能的更高级版本。

图2A、图2B、图3A、图3B和图3C中图示了本发明的空气净化装置30的第一实施方式。褶皱式过滤器2在框架32中旋转21，其中，旋转由电动马达31提供。然而，褶皱式过滤器2可以被认为是具有两个开口的两个对称连接的褶皱式过滤器2，褶皱式过滤器2具有高度2*f_h、外半径r_o和内半径r_i。因此褶皱厚度f_t＝r_o–r_i。筒形褶皱式过滤器将具有比褶皱流入角度α_i大的褶皱排出通道角度α_o，并且因此也具有更宽的排出通道。这也提高了低效透过率，特别是对于密集褶皱的过滤器提高了低效透过率。

通过使过滤器转动，通过筒形过滤器的气流由离心力和排出空气的抽吸作用保持，从而实现了与空气被吸入或吸出静态过滤器装置的情况相比更均匀的气流，因此降低了所需的总压力并且还延长了过滤器的使用寿命。

为了在房间内适当地分配流和净化空气，空气净化装置30可以设计成包括空气引导翼34，如图3C中所例示的，空气引导翼34围绕净化装置30径向地布置。

当空气净化装置30旋转21时，通过过滤器2的空气运动将恒定的空气入流33吸入过滤器内部的空间。如已经论述的，排放空气以转动方式39离开过滤器表面，并且由于抽吸作用而导致通过过滤器的流增加。

过滤器2的典型形状是筒形或锥筒形。锥筒形状通常可以用于诸如通风系统所用的过滤器匣的实施方式中，其中，输入过滤器的空气仅来自一侧，通常是过滤器的最宽开口。均匀形成的筒形过滤器更适合空气净化器。根据净化器的安置位置，可以从过滤器的纵向一侧或两侧提供空气输入。

在本发明的空气净化装置30的另一实施方式中，设置有轴流-径流式风扇40、1126，轴流-径流式风扇40、1126布置在褶皱式过滤器2的内侧并且旋转地连接至褶皱式过滤器2，如例如图4A至图4H中所图示的。风扇可以构造成用于使空气从纵向一侧或两侧流入。图4A中的过滤器组件的分解图包括轴流-径流式风扇40、40’、过滤器端盖41、41’和过滤器2。在图4E至图4H中，转动/支承轴45穿过上端盖41进入过滤器组件、并穿过过滤器组件的内侧并连接至底端盖41’的中央。转动/支承轴45连接至马达31，并且马达因此使过滤器组件旋转。

端盖41、41’可以包括从中央轴线43径向向外布置的端盖翼42。径向翼42形成为沿轴向方向引导多方向进入的空气，使得进入过滤器隔室的空气避开空气朝向中央向内集中的开孔中观察到的冲击效应。由此产生的均匀的流使由叶轮叶片完成的分部能够进一步均匀。

轴流-径流式风扇40、40’将气流分布在过滤器上。均匀分布部分地由变形的风扇叶片确保。它们在入口处开始，通过以速率匹配的角度攻击进入的空气，然后逐渐改变形状以根据剩余空气的分数以及径向横截面面积和轴向横截面面积而将流沿轴向-径向分布。对沿着内部过滤器表面的更深空气流的分布的更好控制由一体式锥体形式的风扇元件44、44’提供，锥体形式的风扇元件44、44’布置成从其布置在最深点处的最大直径渐缩，以使空气通过过滤器排出。锥体远离过滤器内侧朝向过滤器组件的流入区域渐缩。由于轴流-径流式风扇40、1126与褶皱式过滤器2之间的旋转关系，轴流-径流式风扇40、1126以与过滤器几乎相同的角速率和与褶皱式过滤器2的内侧表面的切向速度相近的切向速度输送空气流。因此发生相对少量的与旋转相关的湍流和能量耗散。该图图示了从过滤器的两侧提供流入空气的组件，因此两个相对布置的锥形风扇元件44、44’与相关联的轴流-径流式风扇叶片一起支持入流空气分布。

在调整系统之后并且在本发明的所有部分就位的情况下所获得的本发明的效率异常高。经测量，根据由旋转的过滤器组件使用的马达功和流量计算得出的效率已经被测量为高于同一过滤器与无损管道系统和无损风扇结合而平坦使用时的效率。以效率超过100％的平坦过滤器配置为基础。此处忽略了两个系统中的马达效率。在传统的空气净化器中，管道系统损失和风扇损失的组合消耗的功率通常是平坦过滤器中此处完成的理论工作的数倍。因此，基于本发明的原理的空气净化器将胜过所有传统的空气净化器。

另外，当传统风扇-过滤器组件中的静态过滤器堵塞时，风扇必须克服更大的压力。由于风扇叶片随后会在其设计的最佳流动压力区域之外运行，因而会导致湍流、能量损失和更多噪音。然而，如果过滤器在旋转时用作泵，则增加的角速率可以补偿提供所需的压力，而不会像传统风扇-过滤器组件中出现对应更多的噪音和能量损失。因此，与传统的风扇-过滤器组件相比，在本发明的整个使用寿命期间发出的噪音将显著降低。

本发明的这种旋转褶皱式过滤器的一个优点是它既产生抽吸力又产生推力，因此如果过滤器紧固在两个软密封件/框架32之间，则可以消除对过滤器边缘进行胶合的需要，其中，在旋转轴线20的方向上每个纵向端部处各一个软密封件/框架32。就像包绕过滤器的端部的盖一样。通过这种方式，无需粘合或担心泄漏，因为力径向地作用在过滤器上并且其形状得以保持。因此，过滤器一从打褶机出来就可以使用，这是非常具有成本效益的。

由于柱效应，具有转动的过滤器的本发明还使空气更容易进入旋转褶皱式过滤器内侧的排出通道的底部。还起作用的是轴流-径流式风扇、径向扩大的排出通道和排出流中的抽吸力场。

轴流-径流式风扇的径向元件与褶皱式过滤器内侧之间的旋转连接消除了许多传统上与风扇过滤器结构相关联的产生湍流的噪音，并且本发明提供了独特的噪音、效率和功率。

褶皱式过滤器的使用在本发明中是有利的，但是将任何类型的径向转动的过滤器与本文中所描述的轴流-径流式风扇结合使用具有相当大的优点。

一个这样的有利实施方式可以是在位于脂肪液滴捕集器下游的厨房炉灶空气过滤器单元和位于金属网气溶胶止挡件(未示出)下游的收集器中使用的径向转动碳过滤器。这种旋转组件可以提供增强的能力以无噪音地吸出和离心出脂肪和蒸汽，而不会滴落到下面的食物上。热处理后可重复使用的碳过滤器将是对此的最佳选择。另外，后向的薄片2002在这种组合中将是完美的，以避免在房间内产生令人不快的气流。

根据本发明，还提供了一种转动的过滤器组件，该转动的过滤器组件包括褶皱式过滤器和位于褶皱式过滤器内侧或外侧的径向布置的碳过滤器、或其他类型的过滤器。

所有类型的过滤器都可以包括两个或更多个部分。在较大的实施方式2001中，4个或6个部分是最佳的，以便于更换过滤器和简化产品的组装。

在旋转褶皱式过滤器的又一实施方式中，如图5a、图5b、图212B、图214A和214B以及图215A、图215B和图215C中所示，空气引导装置包括同心的筒形或锥筒形坚固覆盖物50、2124、2125，坚固覆盖物50、2124、2125包括多个射流喷嘴51、2150。这些喷嘴还可以成形为如图3E中观察到的位于可倾斜囊状形式叶片48之间的连续或部分连续的缝。结果是排放空气射流推动过滤器2的旋转，这进一步降低了功率消耗。围绕褶皱式过滤器组件可以设置有套筒52以为排出褶皱式过滤器组件的空气提供输出引导通道。现在，对如在简化的图6、图7、图8、图9、图10和图11中所图示的本发明的其他示例实施方式进行描述。

设置有具有至少4个壁73的外壳70。如果设置有外壳70，则外壳70用于包围如上面所论述的旋转褶皱式过滤器组件中的任何旋转褶皱式过滤器组件中的一个或更多个、通常为四个旋转褶皱式过滤器组件，其中，空气被从上方引入过滤器的中心区域中，过滤器组件的内侧包括提供气密密封的过滤器底部165，并且所有空气都需要通过过滤器排出。褶皱式过滤器组件布置成使得出口空气以与入流相同的方向排出外壳。因此，外壳具有外壳输入侧部73和外壳排放侧部74。

在一个实施方式中，如例如图6中所示的适于包围一个过滤器组件的外壳70包括纵向引导壁71，纵向引导壁71布置在外壳70内侧，以用于将空气流从转动的过滤器的排出部引导至外壳排放侧部74。引导壁71可以布置成密封外壳70的未被筒形形状的旋转过滤器占据的每个拐角空间75。引导壁本身通常可以具有筒形形状或锥筒形形状的一部分，并且该部分具有90°或更小的角宽度α_gw.。

引导壁71在第一纵向侧部76上适于具有距过滤器的中心略大于褶皱式过滤器的外半径的半径78，并且在第二纵向侧部77上具有与从过滤器组件的中心至外壳70壁的中间部分的距离相等的半径长度，在外壳70壁的中间部分处，引导壁71通常可以被紧固。实际上，这在一个引导壁71的第一纵向侧部76与相邻的引导壁71的第二纵向侧部77之间提供了纵向缝开口60。排放空气90在排出过滤器组件时将聚集并与转动的过滤器组件一起在过滤器组件的外侧与引导壁71的内侧之间朝向纵向缝60旋转，并且大部分空气将在下一个引导壁的第一纵向侧部76与外壳70的壁之间排出。

弯曲空气翼72可以布置在引导壁71的外侧，以用于将排出空气90朝向外壳70的排出侧部74引导。弯曲空气翼72的入口部分61也可以用于限定第一纵向侧部76与外壳70的壁之间的开口宽度。弯曲空气翼可以朝向外壳70的排放侧部74弯曲，并且空气翼72的排出部分62可以具有不同的深度，例如比入口部分61的深度大的深度。

结果是，当过滤器组件转动时，排放空气流90排出过滤器组件并被输送并通过外壳70的拐角空间75被引入和引出。

图11示出了水平横截面视图实施方式，其中，4个过滤器组件布置在外壳中，从下方观察，该外壳包括4个壁。在该实施方式中，锥形过滤器组件通常布置在单独的筒形外壳中，每个过滤器组件具有一个筒形外壳。这些筒形外壳可以是塔斗型，其中，包括过滤器组件的一个斗可以被容易地更换。

对如简化的图12、图13、图14、图15和图16中所图示的本发明的另一示例实施方式进行描述。

图12示出了不同的构型，其中，多于一个的筒形或锥形过滤器被同心地组装。

图14示出了使用具有不同直径的这些多个过滤器140、141、142的一个实施方式的上部部分的横截面。这些过滤器可以安装在组件中，其中，过滤器之间的每个空间都设置有对角布置的气密套筒160，气密套筒160提供用于空气进入布置在较小直径过滤器141、142外侧的过滤器140、141的内部空间的输入引导通道161，如图16中的组件横截面所图示的。因此，相同的气密套筒提供了用于使空气排出至布置在较大直径过滤器140、141内侧的过滤器141、142的外侧空间的输出引导通道162。

径向翼144可以布置在过滤器的内侧和外侧(内侧与外侧之间)，以提供径向扇形气流。因此，当多过滤器组件旋转21时，入流空气33被推入每个过滤器的内侧，离心力驱动空气通过过滤器，并且在褶皱式过滤器的情况下，褶皱之间的排出通道使空气流进一步增强地通过过滤器。

轴流-径流式叶轮150布置在输入壳体盖151中。目的是使空气平稳地转动直至达到组件的角速率，从而提供过滤器组件的径向风扇特征。与轴向风扇一样，翼163应具有与进入空气相匹配的迎角，但是与力求低排出转动的轴向风扇不同，空气将以类似于旋转褶皱式过滤器的转动方式离开空气翼163。

旋转式排放空气导向器单元164可以在组件的排放侧旋转地附接至过滤器140、141、142，以提供相对于旋转21的反向排出方向。空气入流31进入每个筒形过滤器的内侧并且如图中所示的那样以出口流34从过滤器排出。翼也可以从最低半径朝向过滤器向上倾斜，以实现导向器的排出部上更均匀的压力。

以下描述更详细地描述了转动褶皱式过滤器如何增强空气分子传输通过过滤器的作用，并且在图17A和图18中进行了详细图示。

在图17A中，示出了转动的过滤器和轴流-径流式叶轮40叶片的一半的横截面，其中，空气流33、34在其穿过叶轮时建立了径向压力p。理想情况下符合p＝0.5*ρ*ω²*(r_o ²-r_a ²)。其中，r_i是褶皱式过滤器的内半径，r_a是特征半径，该特征半径取决于每个流线的进入半径，并且更具体地，其中，变形叶轮导致建立的径向压力大于轴向压力。ρ是空气密度，ω是角频率。半径r_o和r_a在图17A中限定。然而，实际的压力场要复杂得多，并且难以用简单的解析表达式来表达有用的关系。

压力区可以简化为分成下述几个区段：

1)轴向-径向压力建立区。

2)径向转动压力。

3)过滤器中的压力分布。

4)旋转排出空气中的压力。

在图17A的底部中示出了切向平均压力如何径向分布的现象学表示。然而，实际压力根据过滤器中的叶片和褶皱如何围绕z轴和沿径向方向加速和减速而变化很大。叶轮叶片的形状使得在z方向上和围绕z轴的周向均匀地分布。该图图示了排出速率和转动场如何表示对排出褶皱式过滤器的空气分子的抽吸作用。

在图18中，我们看到了在静态和旋转条件下通过褶皱式过滤器的流线的放大示例，以及相对于转动的过滤器，静态过滤器中慢的空气分子积累如何增加压降，其中：

I.(发现的)廊道效应：进入正交于出口通道的出口通道的空气分子通过高速芯流(B)被部分地加速，高速芯流(B)在静态情况下又通过出口通道的底部中的高压被加速。与平行流情况下的压力相比，由此产生的增加的压力可以因此设想为廊道效应。当使褶皱式过滤器转动时，离心力将新进给的空气分子连同柱和芯一起拉动/加速，因此芯的速度可以降低以排出相同量的空气。然后减少廊道效应并且在出口处出现更均匀的速率曲线，从而减少排出通道中的压降。随着排出射流(A)中粘性损失和动能损失的减少，效率得到提高。由于窄的排出通道和高的介质传播速率，廊道效应变得更加重要。

II.转动时的(发现的)柱效应：离心力有助于吸入整个柱，因此沿着排出通道积累的实际压力会降低。给定正确的褶皱几何形状，转动的褶皱式过滤器能够实现更均匀的压力，这相对于静态的褶皱式过滤器情况促使更多的流通过排出通道的最靠内部分。获得的是更均匀的流，并且这降低了过滤器介质上的压差。虽然没有论述入口通道中的压降，但这对于理解整体情况很重要。

III.转动时的柱效应和减少的廊道效应的结果：更多的流可以在排出通道A’的底部处以小半径进入。过滤器使用更均匀B’，因此介质压差减小。排出通道中的芯速率降低，因此使芯C’加速所需的压力较小。这降低了排出通道中深处的压力，并促进了在低R处流动通过过滤器介质。排出通道中的动力损失随着空气以较低速度排出而减小。

在图19中，示出了褶皱式过滤器的筒形形状如何促进了比输入通道更宽的排出通道，这是将褶皱式过滤器弯折成曲线和筒形形状时的结果。本发明假定，由于排出褶皱通道中的压降大于相同尺寸的输入褶皱通道，因此有益的是使筒形过滤器的流的方向与当今通常使用的筒形过滤器的流的方向相反，在当今使用的筒形过滤器中，空气从过滤器的外侧穿过过滤器至过滤器的内侧。当另外添加旋转褶皱式过滤器中存在的其他积极发现的效果时，旋转式过滤器的优势变得非常显著。

IV.筒形形状：加宽的排出通道可以降低排出速率。压力建立和廊道效应进一步降低。

V.在排出通道外转动促进了抽吸力/吸力并降低最终排出速率，并且因此降低能量损失。这提高了系统的效率。

关于图17至图19论述的一些特征或所有特征与实现褶皱式过滤器的实施方式构型无关。显然，当不同直径的过滤器如图12至图16中所描绘那样安装在彼此外侧时以及/或者过滤器安装在外壳70中时，排出抽吸力对过滤器性能的影响较小。

其他实施方式可以包括在厨房炉灶通风单元(未示出)中将上面论述的叶轮和回流射流技术与旋转式过滤器一起使用，旋转式过滤器不一定带褶皱。过滤器类型可以包括碳过滤器、铝网过滤器、铝金属过滤器、针织网过滤器、引擎盖油脂过滤器等。

进一步要求保护的是，几乎任何类型的转动的过滤器比方说例如转动的碳过滤器——其中，轴流-径流式叶轮在转动的筒形过滤器内侧工作——的离心力与安装成用于静态操作的具有相同配置的过滤器相比具有独特的特性。

图20A至图20D图示了使用上述旋转褶皱式过滤器的地面安装式的空气清洁装置200。该装置可以具有安装在底座201、2141内侧的一个或更多个旋转褶皱式空气过滤器2，其中，底座配备有进气口202和排气口203、2136以及旋转空气的收集器204、2132，收集器204、2132根据由旋转褶皱式空气过滤器2设定的空气流路径导引排出空气。在收集器204、2132与旋转褶皱式空气过滤器2的表面之间形成的横截面面积沿着旋转褶皱式空气过滤器2的周向逐渐地增加。

收集器204仅环绕对应的旋转筒形褶皱式空气过滤器2的一部分，使得当两个或更多个旋转筒形形式的褶皱式空气过滤器如图中所看出那样以竖向堆叠方式安装时，空气主要向下部旋转筒形形式的褶皱式空气过滤器2的一侧排出，并且主要从最靠上旋转的筒形形式的褶皱式空气过滤器2向上排出。

地面安装式空气净化装置200的前侧部和后侧部处设置有静态空气屏障205。

本发明还可以被描述为第一实施方式，其中，空气过滤器装置包括一个或更多个旋转褶皱式空气过滤器(2)、以及用于使褶皱式空气过滤器旋转的马达(31)，其中，空气过滤器具有筒形形式，并且根据关系Gu＝Gu＝f_h*p_r/(2*r_o*ε^{^1/4})>0.8被进一步设计，其中，Gu数与基于并考虑主要客户需求比如CADR、dB、产品尺寸、功能和成本的商业有用性的函数相关，其中，p_r＝(r_o-r_i)/褶皱间距(p_s),，并且褶皱间距(p_s)为内半径(r_i)上两个相邻褶皱顶部之间的距离，并且ε是ASHRAE效率。

根据第一实施方式的空气过滤器装置的第二实施方式，其中，Gu>1.2。

根据第一实施方式的空气过滤器装置的第三实施方式，其中，Gu>1.5。

根据第一实施方式至第三实施方式中的任一项所述的空气过滤器装置的第四实施方式，其中，所述筒形形式在一个端部或两个端部中是敞开的，使得当旋转褶皱式空气过滤器2旋转21时，离心力驱动空气通过褶皱式过滤器，从而导致旋转褶皱式空气过滤器2上游的吸力将空气通过敞开的一个端部或两个端部吸入，并且经过滤的空气在旋转褶皱式过滤器的下游沿所有方向被径向向外排出。

根据第一实施方式至第四实施方式中的任一项所述的空气过滤器装置的第五实施方式，还包括布置在所述旋转褶皱式空气过滤器2内部的径向风扇叶片，所述径向风扇叶片旋转地连接至所述旋转褶皱式空气过滤器2)，并且总叶片总高度≥12mm。

根据第五实施方式的空气过滤器装置的第六实施方式，其中，所述总叶片高度≥15mm。

根据第五实施方式至第六实施方式中的任一项所述的空气过滤器装置的第七实施方式，其中，径向叶片几何形状包括相对于所述旋转褶皱式空气过滤器2的内半径R_i在15°与75°之间的向前攻角α_b。

根据第五实施方式至第六实施方式中的任一项所述的空气过滤器装置的第八实施方式，其中，径向风扇叶片形成为布置在旋转褶皱式空气过滤器2外部的径流叶轮。

根据第五实施方式至第八实施方式中的任一项所述的空气过滤器装置的第九实施方式，其中，径向风扇叶片形成为布置在旋转褶皱式空气过滤器2内部的径流叶轮。

根据第一实施方式至第九实施方式中的任一项所述的空气过滤器装置的第十实施方式，还包括用于为进入旋转褶皱式空气过滤器2中的入流空气提供转动的入流叶轮。

根据第九实施方式的空气过滤器装置的第十一实施方式，其中，风扇叶片形成为具有轴向攻角，并且入流叶轮旋转地连接至旋转褶皱式空气过滤器2。

根据第十一实施方式的空气过滤器装置的第十二实施方式，其中，入流叶轮和径流叶轮组合成具有呈变形形式的叶片的一个叶轮，该叶轮用作轴流-径流式风扇以提供沿着旋转褶皱式空气过滤器2的褶皱以及所述褶皱内部的均匀的空气流。

根据第一实施方式至第十二实施方式中的任一项所述的空气过滤器装置的第十三实施方式，还包括布置并连接至旋转褶皱式空气过滤器2的一个纵向端部或两个纵向端部的褶皱式过滤器端盖32、41。

根据第一实施方式至第十三实施方式中的任一项所述的空气过滤器装置的第十四实施方式，还包括一个或更多个环形形式翼42，所述一个或更多个环形形式翼部42布置在旋转褶皱式空气过滤器2的进入开口处，以用于引导47、47’入流空气并且因此也用于为旋转褶皱式空气过滤器2的内部提供安全格栅。

根据第一实施方式至第十四实施方式中的任一项所述的空气过滤器装置的第十五实施方式，其中，布置成大致垂直于纵向方向的空气屏障35、36、34’、34”设置在旋转褶皱式空气过滤器2的入流侧，以防止环境空气流与从旋转褶皱式空气过滤器2排出的空气流混合。

根据第一实施方式至第十五实施方式中的任一项所述的空气过滤器装置的第十六实施方式，还包括空气引导翼部34、34’，所述空气引导翼部34围绕旋转褶皱式空气过滤器2径向地布置。

根据第十五实施方式的空气过滤器装置的第十七实施方式，其中，一个或更多个旋转褶皱式空气过滤器2安装在底座201、2141内，其中，底座配备有进气口202和排气口203、2136以及收集器204、2132，收集器204、2132用于根据由一个或更多个旋转褶皱式空气过滤器2产生的空气流路径导引离开旋转褶皱式过滤器的空气。

根据第十七实施方式的空气过滤器装置的第十八实施方式，其中，在收集器204、2132与旋转褶皱式空气过滤器2的表面之间形成的横截面面积沿着旋转褶皱式空气过滤器2的周向和旋转方向逐渐地增大，并且收集器204、2132仅环绕对应的褶皱式空气过滤器2的一部分。

根据第十八实施方式的空气过滤器装置的第十九实施方式，其中，一个或更多个褶皱式空气过滤器2的未被收集器204、2136环绕的第一部分大体向上指向。

根据第十九实施方式的空气过滤器装置的第二十实施方式，其中，一个或更多个褶皱式空气过滤器2的未被收集器204、2136环绕的第二部分大体指向褶皱式空气过滤器2的向上旋转侧。

根据第十八实施方式的空气过滤器装置的第二十一实施方式，其中，在旋转褶皱式空气过滤器2的入流侧处设置有大体垂直于空气入流方向布置的静态空气屏障205，静态空气屏障205具有布置在旋转褶皱式过滤器2的入口处的对应的开口(206)，以防止环境空气流与从旋转褶皱式空气过滤器2排出的空气流混合。

根据第一实施方式至第二十一实施方式中的任一项所述的空气过滤器装置的第二十二实施方式，还包括一组静态布置的纵向薄片48，纵向薄片48环绕旋转环形形式的褶皱式空气过滤器2，纵向薄片48径向向外伸展并且与排出空气流的方向相切以进一步提高吸入效果和整体流量。

根据第一实施方式至第二十二实施方式中的任一项所述的空气过滤器装置的第二十三实施方式，其中，筒形形式褶皱式空气过滤器2具有锥形形状，并且锥直径在入流开口处最大。

根据第一实施方式至第二十三实施方式中的任一项所述的空气过滤器装置的第二十四实施方式，还包括褶皱式空气过滤器组件，所述褶皱式空气过滤器组件形成为包括两个或更多个径向间隔开的筒形形式褶皱式空气过滤器2。

根据第二十四实施方式的空气过滤器装置的第二十五实施方式，其中，在任意两个相邻的径向间隔的筒形形式褶皱式空气过滤器2之间布置有气密筒形形式套筒160，并且其中，筒形形式套筒160在输出侧连接至最靠外的筒形形式空气滤清器的内侧部，并且具有随靠近筒形形式空气过滤器的入流侧而相对于筒形形式空气滤清器相对减小的直径，并且最靠近该装置的输入侧地连接至最靠内的筒形形式空气滤清器的外侧部，使得在两个筒形形式空气过滤器之间限定有出流空间162和入流空间161，其中，出流空间162用于将经过滤的空气排放到最靠内过滤器的外部，入流空间161用于将入流空气导引至最靠外过滤器的内部。

根据第二十五实施方式的空气过滤器装置的第二十六实施方式，其中，径向风扇叶片布置为纵向薄片144，纵向薄片144径向间隔开地安装并且定形状成保持气密筒形形式套筒与筒形形式空气过滤器之间的静态距离。

根据第一实施方式至第二十六实施方式中的任一项所述的空气过滤器装置的第二十七实施方式，还包括外壳70，该外壳限定具有入流侧部73和排放侧部74的限制部，入流侧部73对应于过滤器的入流端部，并且排放侧部对应于从旋转筒形形式褶皱式空气过滤器2排出的空气被引出的侧部。

根据第二十七实施方式的空气过滤器装置的第二十八实施方式，其中，外壳70具有大体方形管道形状。

根据第一实施方式至第二十八实施方式中的任一项所述的空气过滤器装置的第二十九实施方式，还包括：低噪音空气引导装置48、50，低噪音空气引导装置48、50布置在过滤器的周缘，以用于以定向分布的方式将排放空气流引导至过滤器外部，从而提供最佳的流分布。

根据第二十九实施方式的空气过滤器装置的第三十实施方式，其中，空气引导装置50旋转地连接至过滤器。

根据第三十实施方式的空气过滤器装置的第三十一实施方式，其中，空气引导装置包括：喷嘴开口51，喷嘴开口51用于沿与旋转风扇组件的旋转方向相反的方向提供空气射流以降低功率消耗和排出空气速率。

根据第一实施方式至第三十一实施方式中的任一项所述的空气过滤器装置的第三十二实施方式，其中，一个旋转筒形形式褶皱式空气过滤器2还包括一体的锥体形式风扇元件44、44’，锥体形式风扇元件44、44’布置成从其布置在最深点处的最大直径渐缩，以用于使空气通过旋转筒形形式褶皱式空气过滤器2排出，并且锥体远离过滤器内部、朝向旋转筒形形式褶皱式空气过滤器2的入流区域渐缩，使得提供了对沿者内部过滤器表面的更深气流分布的更好控制。

根据第三十二实施方式的空气过滤器装置的第三十三实施方式，其中，两个相对布置的锥体形式风扇元件44、44’与相关联的叶轮40、40’确保从过滤器的两侧进行流入空气分配。

根据第一实施方式至第三十三实施方式中的任一项所述的空气过滤器装置的第三十四实施方式，还包括一组可倾斜的囊状形式叶片49，囊状形式叶片49布置在旋转筒形形式褶皱式空气过滤器2的外侧部，以用于为中间的排出射流提供空气通道，从而以相对于水平面的优选角度引导排出空气，囊状形式叶片49在每个囊状形式叶片49的内侧部上的纵向中部处具有囊状形式叶片连接器元件49’。

根据第三十四实施方式的空气过滤器装置的第三十五实施方式，其中，囊状形式叶片连接器元件49’是枢转销，并且每个枢转销49’形成为位于旋转筒形形式褶皱式空气过滤器(2)的外侧部的中间部段上的相应的夹持元件夹持。

第一优先权申请：NO 20190246和NO20190522

因此，本发明的第一优先权和第二优先级的总体目标是提供一种用于房间通风的非常紧凑且完整的通风装置和系统，其中，消除或显著减少了所提及的权衡。

本发明提供了通风装置和系统，其在第一实施方式中包括单元外壳和布置在单元外壳内的紧凑式旋转热交换单元、双作用风扇、过滤器单元、以及第一实施方式的房间单元。通风装置中包含的部件提供双空气流通道设计，从而使得同时双向且经优化的空气流能够通过通风设备。

在又一第二实施方式中，提供了通风装置和系统，其包括单元外壳、布置在单元外壳的双模式风扇组件和可选的过滤器单元、以及第二实施方式的房间单元，从而使得同时双向且经优化的空气流通过优化的通风装置，以对房屋和房间进行通风，在所述房屋和房间中，期望保持房屋/房间内的温度高于或低于室外温度。内部管道组件可以包括静态过滤器。

在又一第三实施方式中，第一实施方式或第二实施方式的通风装置被优化以布置在厚壁结构中，其包括管道延伸器组件，其中，单元外壳被对应地延伸以提供与壁的厚度相对应的长度。

第一实施方式和第二实施方式可以被提供为多操作模式装置，其中，在无需拆卸单元外壳的情况下，第一实施方式的旋转热交换单元和房间单元能够与夏季模式组件交换，该夏季模式组件包括内部管道组件和可选的大型静态过滤器和第二实施方式的房间单元。

在本发明的第四实施方式中，双模式风扇可以与逆流换热器组合，从而提供用于干燥具有湿气和/或氡气问题的房间例如地下室中的优化单元。

本发明的其他特征和优点在以下附图简要说明和以下详细说明中进行了描述，并且将通过以下简要说明和以下详细说明中变得明显，在附图中：

图100–通风单元横截面

图102–其中热交换模块处于抽出位置的通风单元

图103–过滤器至端盖的内部元件；冬季热交换模块，分解图

图104–热交换模块处于抽出位置的通风单元的横截面

图105–不带模块的通风单元，叶轮模块、外壳和端部保护盖的分解图

图106A–双模式风扇组件，分解图

图106B–双模式叶轮，外斜视图

图106C–双模式叶轮，外俯视图

图106D–进出叶轮的空气流，示意图

图107–限流器设计的一个实施方式

图108–图107中的限流器的细节

图109–热交换模块和外流分离器刃状部

图110–静态的外流分离器刃状部

图111–过滤器单元

图112–过滤器

图113–中心管道结构，底部斜视图

图114–中心管道结构，顶部斜视图

图115–用于通风装置和风扇组件的管道延伸器方案的外部空气导向器单元。

图116–外部空气导向器

图117–双模式风扇组件和外部空气导向器的横截面

图118–双模式叶轮、外部空气导向器和套筒延伸器的横截面。

图119A–夏季模块和房间单元

图119B–夏季模块和房间单元，横截面

图119C–夏季模块、风扇单元和房间单元，横截面

图120–热交换模块、风扇单元和房间单元，横截面

图121A–叶轮组件w型/旋转过滤器，室外侧视图

图121B–叶轮组件w型/旋转过滤器和外壳、马达和马达紧固装置，室外侧视图

图121C–叶轮组件w型/旋转过滤器，横截面侧视图

图121D–叶轮组件w型/旋转过滤器，室外侧截面斜视图

图121E–叶轮组件w型/旋转过滤器和外壳、马达和马达紧固装置，室内侧视图

图122A–包括叶轮组件w型/旋转过滤器的通风单元，横截面，其中，热交换模块处于抽出位置

图122B–包括叶轮组件w型/旋转过滤器的通风单元，横截面–侧视图

图122C–包括叶轮组件w型/旋转过滤器的通风单元，横截面–斜视图

图123A–包括叶轮组件w型/旋转过滤器的通风单元，横截面

图123B–包括叶轮组件w型/旋转过滤器的通风单元，横截面，抽出的热交换模块组件

图123C–包括叶轮组件w型/旋转过滤器的通风单元，横截面，抽出的热交换模块组件和叶轮组件

在以下描述中，特定术语的使用应被宽泛地解释并且至少以如下限定的含义来解释：

空气/气体流方向：

供应空气：定义为从新鲜空气侧通过通风装置。

排放空气：沿与供应空气相反的方向穿过通风装置的返回空气。

室外：用于定义通风装置的新鲜空气侧，而室内侧是通风装置的相反侧。

双模式叶轮：用于同时在两个相反的方向泵送供应空气和排放空气的旋转装置。

双模式风扇：双模式或双向叶轮、马达、马达外壳和空气导向器。

空气：本发明的装置主要适用于空气通风，但该装置和系统可以用于任何类型的气体环境。当本文献中使用术语“空气”时，应理解为包括任何类型的气体的含义。

热传递介质：具有大温度梯度的多孔介质，该多孔介质在排放空气与供应空气之间传递热。

热交换模块：包括引导空气流通过热传递介质的部件的热传递介质。

夏季模块：静态模块，替代热交换模块，可选地包括大过滤器。

过滤器模块：用于过滤供应空气的过滤器外壳和过滤器。过滤器模块可以与热传递介质以在旋转方面连接的方式连接以传递使热传递介质旋转所需的角动量。

单元外壳：适用于包围通风单元的所有部件的外壳。

马达外壳：一种刚性外壳，该刚性外壳用作叶轮马达的外壳，该刚性外壳可以支承保持热传递介质的中心轴的一个端部。

供应空气导向器：双模式风扇的一部分，其包括翼，可以支承马达壳体，并使来自叶轮的供应空气流的旋转转动减少。

房间单元：位于内墙壁的房间一侧的单元，该单元包括箱体/壳体/底座、以及适于通风装置的各种实施方式中的供应空气和排放空气的最佳通过量的管道。

阀组件：一种空气流限制特征件，其包括多个可移动限制器、阀马达和阀齿轮组件，其中，所述多个可移动限制器通常由弹性体制成、用于动态阻塞供应空气和/或排放空气。

现在将在适当的情况下参照附图更详细地描述本发明。

在下文中，本发明的通风装置将被描述为布置用于为房间通风的完整空气处理系统的一部分，该房间具有墙壁结构，通过该墙壁结构在房间本身与其中将布置通风装置的外部新鲜空气环境之间设置有管道套筒。通风装置可以包括用于热交换、同时双向空气流、双模式风扇、阀组件、空气过滤器和空气流方向引导件、以及管道套筒和单元外壳的模块。应理解的是，在不脱离本发明构思的情况下，各种模块可以作为一个整体或者以各种组合来实现。本发明的保护范围应当以权利要求书为准。

在如图101至图108中所图示的第一实施方式中，本发明的通风装置1001包括双模式风扇1200，双模式风扇1200包括双模式叶轮1002，双模式叶轮1002经由马达轴外壳1104安装至马达轴1004，马达轴外壳1104接纳马达轴1004的突出部分，马达轴外壳1104纵向居中地定位在双模叶轮1002中并提供所接纳的马达轴1004的弹性保持力，其中，双模式叶轮1002在通过旋转的马达轴的力而旋转时产生供应空气流1016、1017和排放空气流1018、1019。双模叶轮1002可以通过叶轮马达1103旋转，叶轮马达1103在叶轮1002的内侧上布置在通风装置1001内侧。马达由通过线缆和控制线(未示出)连接至马达的电源(未示出)供电。

可以集成在供应空气导向器1107中从而提供在双模式叶轮1002的内侧上对马达外壳1041进行支承的外壳的控制单元1105可以包括集成电路和程序，以用于对传感器进行监测、对传感器数据进行处理和/或传送并对双模式风扇进行控制。传感器和电子设备可以集成到通风单元的任何部分中，并且可以对一种或更多种物理特性例如风扇速度、空气流量、空气压力、空气温度、噪音、振动、湿度或其他进行感测。控制特征可以在控制单元1105中实现以避免故障并优化效率。

在本发明的一个实施方式中，叶轮1002设计成呈如图1、图2、图5以及图6A/图6B中详细图示的形状。当马达1103被启动并提供叶轮1002的转动1060时，空气流1016被吸入至叶轮1002的室外侧的中心区域1181并进入一组供应空气通道1061中。叶轮的供应通道以类似涡轮机的方式工作，从而在空气被输送通过径向加速场并通过叶轮1002的室内侧的外轨道环区域1182离开时获得压力。因此，供应空气将在离开叶轮1002时获得旋转力。

在进入之后，供应空气通道1061分开以仅占据横截面面积的一部分，从而为在供应通道1062之间横向流动的排放空气通道1062提供空间。供应通道1061的壁定形状为同时提供空气动力学的排放通道1062的壁。排放通道1062将排气从双模式叶轮1002的室内侧的内部中心部分1102输送至双模式叶轮1002的室外侧的外轨道区域184。因此，双模式叶轮1002在两个方向上、即从室外侧1016至室内侧1017以及从室内侧1018至室外侧1019同时驱动空气流。

图106D示意性地图示了空气流如何在水平线上方的室外侧和水平线下方的室内侧流入及流出叶轮。

在每个方向上通常有12个单独的通道，但是其他设计可以提供更少或更多的通道。

现在从室外侧向室内侧观察通风装置1001的第一实施方式，供应空气流从双模式叶轮单元流动通过包括翼1106的空气导向器单元1107。空气导向器1107的翼106设置成用于阻止由双模式叶轮1002的旋转引起的供应空气的大部分旋转力。翼1106可以布置成提供两个或更多个进入高度h1、h2，以减少在“低角度”方法下遇到边界层时发生的冲浪效应。空气导向器1107设置成位于中心管道1111的外周缘的轨道流通路径，其中布置有马达壳体1041。空气导向器单元1107还提供支承结构，该支承结构为可选的印刷电路板1105和马达外壳1041的紧固形成紧固和隔室，马达外壳在其室内侧具有中心部分1177，以用于为固定中心管道结构1109、1112提供连接点。空气导向器单元1107的支承结构还可以包括外圆形壁1113，外圆形壁1113的外径对应于单元外壳1003的内径，使得当空气导向器单元1107的支承结构布置在单元外壳1003中时，它将为马达提供固定支承并为通风单元1001的旋转部件提供空气迷宫式密封。双模叶轮1002是这样的一个旋转部件，并且在双模叶轮1002的位于叶轮1002的室内侧处的区域中的外壁与外圆形壁1113的位于外圆形壁1113的室外侧处的区域中的内侧之间的接合面处设置有第一空气迷宫式密封件1114。在双模式叶轮1102的室内侧的外轨道环形区域1182与双模式叶轮1102的室内侧的内部中心部分1102之间设有第二空气迷宫式密封件1115或密封滑动表面，第二空气迷宫式密封件1115或密封滑动表面将与支承结构的对应的轨道区域1123密封地相互作用。第二空气迷宫式密封件1115将进一步在沿不同方向同时流动通过双模式叶轮1002的空气流之间提供气密密封。

在空气导向器单元1107的室内侧上，设置有空气过滤器单元1300，空气过滤器单元1300提供用于供应空气流1321的轨道隔室和用于排放空气流1322的中心管道。用于供应空气流1321的轨道隔室具有内封围壁1302和外封围壁1301，轨道隔室设置成用于接纳空气过滤器1108，并且提供纵向供应空气流1321路径，其中，气密密封件1116、1117、1118穿过空气过滤器并靠近用于排放空气流1322的中心管道。沿与纵向方向大体垂直的方向延伸的空气过滤器1108可以设置有内壁结构和外壁结构，内壁结构和外壁结构具有足够的密封性能，以使得空气过滤器单元1300的内封围壁1302和外封围壁1301中的一者或两者是不必要的，并且因此可以在过滤器单元1300的设计中去掉。过滤器单元1300还可以固定地连接至热交换模块1110。空气过滤器单元1300还提供过滤器单元毂1306，过滤器单元毂1306为马达侧滚珠轴承1119连接304至中心管道结构1109的中心管道毂1325提供通道和布置。马达侧滚珠轴承1119连接1304便于空气过滤器单元1300和热交换模块1110的易于旋转。中心管道毂1325通过对中辐条1327固定地保持至中心管道结构1109的中心管道套环1328的内侧。中心管道套环1328限定了中心管道结构1109的下述管路管道部分：该管路管道部分限定了靠近空气过滤器单元1300的中心管道的用于排放空气流1322的管道。空气过滤器单元1300和热交换模块1110还旋转地铰接在室内侧滚珠轴承1120中，室内侧滚珠轴承1120布置在热交换模块1110的底壁1121的中心开口1310中。空气速度连同过滤器单元1300的室外侧中的空气流中的剩余旋转力一起导致热交换模块1110和过滤器模块1300绕其自身的纵向中心轴线1166旋转。可以设置有检测热交换模块1110和过滤器模块1300的旋转速度的传感器(未示出)。还可以设置有用于控制热交换模块1110和过滤器模块1300的旋转速度的另外的终止装置(breaking means)(未示出)。

在中心管道结构1109的相对侧中，在室内侧处，另一中心管道毂1168通过对中辐条1169固定地保持至中心管道结构1109的内侧。所述另一中心管道毂168在其室内侧具有突出部，该突出部设置为穿过热交换模块1110的底壁1121的中心开口1310，并且该突出部的远端端部1167具有与静态端盖1316的中心孔/凹部1317——远端端部1167将要布置在中心孔/凹部1317中——相对应的形式，从而在所有操作模式下将中心管道结构保持在静止位置。静态端盖1316设置在通风单元的室内端侧处。通常，远端端部1167形式和对应的中心孔/凹部1317分别以环面(torqs)阳接触和阴接触的形式形成。在不偏离本发明构思的情况下，可以选择其他连接形式或机构。

为了进一步的稳定性，可以设置有中心轮轴，该中心轮轴从马达侧滚珠轴承1119的中心延伸至布置在底壁1121的中心中的室内侧滚珠轴承1120的中心。

热交换模块1110通常形成为提供内侧部和外侧部的锥体，锥体形式靠近室外侧可以是最宽的、具有最大直径并且朝向靠近通风单元1001的室内侧渐缩至较小直径。具有这种形式提供了下述路径：供应空气1016、1017从内侧并朝向外侧流入热交换模块1110锥体中，而排放空气流1018、1019以相反的方式流动。可以提供其他形式，例如，如果热交换模块的锥体形式被向相反方向转动，使得其最宽端靠近通风单元的室内侧，则供应空气1016、1017将从内侧向外侧流过热交换模块1110锥体，并且排出空气流18、19从外侧向内侧流动。

热交换模块1110锥体围绕其中心轴线自由旋转，从而使热交换介质的热质量在供应空气流路径与排放空气流路径之间旋转。热交换模块1110锥体中的薄片可以由任何类型的低热导率材料、例如塑料化合物、木材、纸板、陶瓷或其他材料制成。热交换模块1110的低导热率材料可以呈薄片、多孔模制材料或其他材料形式，但在下文中，薄片为通用术语，不排除任何满足所需热交换特性的形式或材料。

薄片在操作期间具有提供热交换器的高热效率的温度梯度。

中心管道结构1109形成为使得其将来自过滤器108的供应空气流从内侧并朝向热交换模块110的第一纵向半部引导。中心管道结构1109将热交换模块1110的内部容积划分为两个纵向半部，并且设置有与热交换模块1110的内部纵向形式相对应的纵向紧密配合式中心管道刃状部1307、1308，中心管道刃状部1307、1308有效地将交换模块1110内部的空间划分为两个半部并且防止在热交换模块1110内侧沿相反方向流动的供应空气流与排放空气流之间的空气流泄漏。中心管道结构1109在中心管道结构1109的室内部分中形成为管的纵向半部，该室内部分通常至少是中心管道结构1109的长度的一半。在中心管道结构1109的室外部分处，半管形式发展为包括与过滤器模块的中心管道相对应的中心管道套环1328的全管形式。在中心管道结构1109的与中心管道结构1109的室内部分中的管的纵向半部相反的室外侧处设置有环绕收集器通道1320，环绕收集器通道1320的外径对应于空气过滤器单元1300的外封围壁301的直径，并且其内径由中心管道套环1328限定。收集器通道1320用于从整个轨道界面朝向过滤器1108收集供应空气并将其引导至由中心管道结构1109的室内部分中的管的纵向半部的外侧部限定的纵向半部，该纵向半部在其侧部上由中心管道刃状部1307、1308定界。

中心管道刃状部1307、1308、中心管道结构1109的室内部分中的管的纵向半部的内侧部、以及环绕收集器通道1320的下侧部提供了用于使排放空气从中心管道结构1109的室内部分中的管的纵向半部的内部穿过中心管道套环1328的内部并朝向用于空气过滤器单元1300中的排放空气流1322的中心管道流动的通道路径。

中心管道结构1109在排放空气从室内侧流动并穿过热交换模块1110的第二纵向半部朝向空气过滤器模块1300的中心部分时引导排放空气。中心管道刃状部1307、1308通过朝向热交换模块1110的内部紧密地配合而确保由中心管道结构1109限定的两个纵向内半部空间之间的空气流交换最小化。提供热交换模块1110的渐缩形式以确保薄片上的沿着热交换模块的纵向长度的一致的压差，从而确保通过薄片的一致的横向速率，这又优化了效率。

过滤器模块1300中的供应空气过滤器1108可以呈任何形式、环形、筒形轨道、锥形、扁平形、波纹管形、多孔等。如果在过滤器中没有提供密封的纵向外壁和内壁，则这由空气过滤器单元1300自身的内封围壁1302和外封围壁1301提供。

当供应空气流离开供应空气导向器时，供应空气流在空气流被静态中心管道结构1109引导之前被引导通过旋转的低阻力空气过滤器1108，从而将空气从过滤器引导至旋转的热交换模块1110的第一半侧部。过滤器1108和热交换锥体1110可以在旋转方面连接，并且通过在空气流离开供应空气导向器翼1106之后仍然存在的供应空气流的剩余旋转力而围绕其自身的中心纵向轴线旋转。

在旋转式热交换模块1110的室内侧，设置有套筒式空气引导组件1330，套筒式空气引导组件1330包括静态外流分离器刃状部1312、1313，静态外流分离器刃状部1312、1313具有与旋转式热交换模块1110的渐缩外形相对应的内轮廓以及与单元外壳1003的内部相对应的外轮廓。静态外流分离器刃状部1312、1313在旋转式热交换模块1110的区域中将旋转式热交换模块1110的外部与单元外壳1003的内部之间的空间划分成两个纵向半部，其中一个半部提供用于供应空气流的通道，并另一半部提供用于沿相反方向的排放空气流的通道。静态外流分离器刃状部1312、1313的静态位置对应于纵向紧密配合式中心管道刃状部1307、1308的静态位置。这些纵向刃状部1307、1308、1312、1313的作用是使得当旋转式加热时交换模块1110缓慢旋转，通过旋转式热交换模块1110的空气流在旋转式热交换模块1110的由纵向静态外流分离器刃状部1312、1313和纵向紧密配合式中心管道刃状部1307、1308的位置静态地限定的纵向半部中被沿第一方向引导，并沿另一方向通过热交换模块1110的相反的纵向半部。纵向热交换模块1110的旋转将导致沿各个方向流动的空气流之间的热交换。在室内温度高于室外温度的情况下，排放空气将在由紧密配合式中心管道刃状部1307、1308限定的纵向半区域内加热旋转式热交换模块，并且随着热交换模块1110的受热区域旋转并进入由紧密配合式中心管道刃状部1307、1308限定的相反侧时，供应空气将被热交换模块1110的较高温度加热。

在套筒式空气引导组件的室内侧，设置有多个环绕式空气导向翼1314以在室内侧实现至房间单元以及来自房间单元的均匀分布。端盖1316用于在组装时支承和保持旋式转热交换模块1110。中心孔1317用于通过接纳静态中心管道结构1109的突出构件1167来保持静态中心管道结构1109，并且突出构件1167的基部可以形成室内侧滚珠轴承1120的中心。套筒式空气引导组件1330可以包括靠近套筒式空气引导组件1330的室外端部的一个或更多个环绕式翼支承环1311，以确保纵向静态外流分离器刃状部1312、1313的正确且稳定的定位。

实验表明，旋转式热交换模块110在几乎所有条件下都消除了冷凝问题。

在本发明的另一实施方式中，空气过滤器可以附接至叶轮的室内侧，如图121A至图121E以及图122A至图122C中所图示的。在该实施方式中，叶轮1210和过滤器1211布置成以旋转关系连接在一起。从叶轮的室内侧延伸有环形叶轮管道1213，环形叶轮管道1213的内径适于与叶轮的排放入流的外径1214相配。排放空气转动元件1232包括多个螺旋桨叶片/翼，所述多个螺旋桨叶片/翼在其内侧附接至叶轮结构的中心部分1231并围绕叶轮结构的中心部分1231等距地轨道间隔开，中心部分1231朝向室内侧纵向地伸长，螺旋桨叶片从中心部分1231朝向环形叶轮管道1213的内侧向外指向，并且可选地在其外侧连接至环形叶轮管道1213的内侧，并且螺旋桨叶片朝向叶轮排放入口弯曲，使得当叶轮旋转时，有助于在排放空气被朝向转动叶轮引导并引导到转动叶轮中之前使排放空气旋转。这降低了噪音和对排放空气1018、1019流的阻力。

过滤器1211是管状形式的、优选地形成为锥体，并且过滤器1211在跨越叶轮1210和叶轮管道1213的供应空气出口通道的纵向方向上附接至叶轮1210和叶轮管道1213的外部，使得当供应空气1016、1017流出叶轮1210时，供应空气1016、1017朝向纵向定向的管状形式的过滤器1211的第一部分的内部流动。管状形式的过滤器1211的第二部分跨越环形叶轮管道1213的外部。管状形式的过滤器1211的锥形形式在叶轮侧具有其较大的内径。锥形形式的过滤器1211的较低内径对应于环形叶轮管道1213的外径，并且管状形式的过滤器1211的窄端部以封闭的方式配装在叶轮管道1213上，使得当供应空气1016、1017沿着管状形式的过滤器1211的内部分布时，所有空气被以穿过空气过滤器1211的大致垂直于纵向方向的供应空气流动路径1224推动穿过过滤器。管状形式的过滤器1211随着叶轮1210而旋转。可以在叶轮管道的外部布置有内部间距构件(未示出)，以确保有足够的空间使供应空气1016、1017到达管状形式的过滤器1211的整个纵向内表面。可以省去这些间距构件，因为来自转动的叶轮1210的空气压力可以充分地向外推动管状形式的过滤器1211，以允许有足够的空间用于供应空气1016、1017流沿着过滤器的内表面的分布。在该实施方式中，叶轮可以包括突出凸缘1215，该突出凸缘1215在其面向室内的一侧形成为基部，以用于接纳管状形式的过滤器1211的室外端部。突出凸缘1215的面向室外的一侧的外部部分包括空气迷宫式密封件或密封滑动表面，该密封件以与相应的静密封件形式的凸缘1216接合的方式操作，静密封件形式的凸缘216固定地附接至叶轮单元外壳1218。静密封件形式的凸缘1216限定了叶轮1210的组装水平，锥形形式的过滤器1211和叶轮管道1213布置在叶轮单元外壳1218和过滤器外壳1219中。

供应空气1016、1017在叶轮1210和管状形式的过滤器1211旋转时向外流动/被抛出并且通过管状形式的过滤器1211。在管形形式的过滤器1211的外部，静态的过滤器外壳1219的一部分在其内部于静密封件形式的凸缘1216与空气导向器单元1220之间可以包括螺纹件比如螺旋钻构件1221，其限定了用于供应空气离开管状形式的过滤器1211的外表面并且朝向空气导向器单元1220流动的空间和路径。空气导向器单元1220包括空气导向器内环1222，其中，空气导向器内环1222的直径能够与叶轮管道1213的内侧指向直径1223相当。在空气导向器内环1222与叶轮管道1213内侧指向直径1223之间设置有叶轮内管道空气密封件(未示出)。叶轮内管道空气密封件(未示出)防止供应空气路径1016、1017与排放空气路径1018、1019隔离。螺纹件比如螺旋钻构件1221使空气以受控的螺旋路径被朝向室内侧导向到下游，其中，螺纹件比如螺旋钻构件1221也减少了隧道效应。

叶轮1210、叶轮管道1213和管状形式的过滤器1211连接在一起并且在马达1103启动时将一起旋转。马达被包含在布置于叶轮1210中心的叶轮马达壳体1212中，叶轮马达壳体1212可以是叶轮1210的一体的中心部分，还设置有朝向室外侧的开口，使得固定地附接至静态的叶轮单元外壳1218的马达1103从室外侧进入叶轮马达壳体1212。叶轮1210、叶轮管道1213和管状形式的环形过滤器1211可以通过在通风单元1230的室内侧将其从静态的叶轮单元外壳1218中拉出而被拆卸。管状形式的环形过滤器1211然后可以通过将其从叶轮1210和叶轮管道1213拉出而被移除。在将叶轮1210、叶轮管道1213和管状形式的环形过滤器1211的组件通过下述方式而安装在静态的叶轮单元外壳1218中之前，可以清洁叶轮1210并且可以在叶轮管道1213周围附接新的管状形式的环形过滤器1211：将该组件推动到静态的叶轮单元外壳1218中，直到突出凸缘1215的空气迷宫式密封件或密封滑动表面与静密封成形法兰1216连接至固定地附接至静态的叶轮单元外壳1218的静密封件形式的凸缘1216并且叶轮1210连接至马达1103为止。

静态过滤器外壳219和空气导向器单元1220可以形成为一个件，并且至少静态过滤器外壳1219具有下述外径：该外径被定尺寸为在被推到单元外壳1003内部时以保持方式紧密配合在单元外壳1003内部。

通风单元1230的一个实施方式然后将如横截面图122C中所示的那样组装，其中，室内覆盖件1264和单元外壳1003为通风组件提供保持支承，该通风组件包括旋转式热交换模块1110以及经由室内侧滚珠轴承1120连接至静态端盖1316的固定的中心管道结构1109。室内侧滚珠轴承1120还为旋转式热交换模块1110提供旋转连接点。在固定的中心管道结构1109的室外侧上，通过连接在固定的中心管道结构1109的较远的室外侧的对中辐条1327而固定地保持的中心管道毂1325提供马达侧滚珠轴承1119。马达侧滚珠轴承1119还提供将具有叶轮1210和管状形式的旋转过滤器1211的叶轮组件保持就位并将其朝向固定地附接至叶轮单元外壳1218的静密封件形式的凸缘1216推动的旋转连接件。叶轮的包括用于接纳马达轴1004的轴外壳1104的保持中心凹部提供马达与叶轮组件之间的旋转连接，并且轴外壳1104可以设计成在安装叶轮组件时提供保持马达轴1004的弹性弹簧力。可以提供其他连接机构，例如但不限于阳-阴形式的凸部和凹部、螺栓和螺母连接、卡扣式连接器、叶轮组件的中心管道中的轴的夹板固定或其他。

通风单元的另一实施方式在图123A至图123C中示出，其中，热交换模块在图123B中示出为被抽出，并且此外，叶轮和旋转过滤器在图123C中被抽出。供应空气1016、1017和排放空气流1018、1019的路径在图123A中示出。

在另一实施方式中，通风单元1001可以适于提供最大通风效果/空气流。在这种情况下，旋转式热交换模块110、房间单元和过滤器单元300可以用静态的模块190、房间模块和可选的过滤器代替，此后称为夏季模块，如图119A至图119C中所示。夏季模块主要用于不需要交换热并且过滤和/或用于输送过多的热的更高气流更为重要的情况。夏季模块1190在双模式风扇1200的室内侧布置在单元外壳1003中。夏季模块1190包括内部中心管道1193和由内部中心管道1193的壁的外表面和单元外壳1003的内表面限定的轨道式纵向管道1194。夏季模块1190提供用于排放空气流从通风单元1001的室内侧通过内部中心管道1193并且进入双模式风扇1200中的双模式叶轮1002的室内侧的内部中心部分1102中的直接路径。在相反方向上，夏季模块1190将来自双模式风扇1200中的叶轮1002的室内侧的外部轨道环区域1182的供应空气通过轨道式纵向管道1194直接导向至通风单元1001的室内侧。

夏季模块190还可以设置有花粉/烟雾过滤器1192，以用于对布置在供应空气1016、1017的路径中的供应空气进行过滤。花粉/烟雾过滤器1192可以形成为在花粉/烟雾过滤器1192的室内侧具有较宽圆周的椎体形式，并且花粉/烟雾过滤器1192可以布置在由内部中心管道1193的壁的外表面和单元外壳1003的内表面限定的轨道式纵向管道1194中。花粉/烟雾过滤器1192在将最接近于双模式风扇1200的窄端部中的内径具有与内部中心管道1193的外径相对应的内圆周，并且因此，没有供应空气可以在花粉/烟雾过滤器1192的内部滑过。在另一端部中，花粉/烟雾过滤器1192的接近于通风单元的室内侧的最宽部分的外径对应于单元外壳1003的内径，并且因此，没有供应空气可以在进入通风单元1001的房间单元之前在不通过过滤器的情况下在外部滑过过滤器。以此方式，供应空气在从双模式风扇1200流动至通风单元1001的室内侧时必须通过花粉/烟雾过滤器1192。过滤特性可以适应对花粉和污染的通过量以及程度的要求。

在本发明的一个实施方式中，第一实施方式中的旋转式热交换模块1110和房间单元被提供为可交换组件，其可以容易地与静态的夏季模块1190和第二实施方式的包括可选的花粉/烟雾过滤器1192的房间单元进行交换。这使得该单元成为强力的空气净化器，并且在温暖的气候/季节中成为有效的冷却装置。

包括外周的环绕的流动导引件1260、1263和室内覆盖件1122、1264的房间单元终止通风单元1001的室内侧，其中，流动导引件可以由能够在一个或两个方向上部分地限制气流的组件来限定。

在房间单元的一个实施方式中，如图120中所限定，空气流由多个翼1263导引，这些翼1263与空气流垂直地布置在室内覆盖件1264与环绕基部1265之间的外周轨道环中。当房间单元布置在包括旋转式热交换模块1110和纵向的静态外部流分离刃状件1312、1313的通风单元1001上时，供应空气将在室内覆盖件1264与环绕基部1265之间的外周轨道环的一个半部处的翼1263之间吹出，并且排放空气将在相反的半部中被吸入。这些翼可以在旋转方面铰接在侧部1266、1267中的一者上并且在侧部1266、1267中的相反一者上连接至翼旋转装置(未示出)，并且因此这些翼能够旋转，以将更多的翼区域置于空气流中并由此限制在任一流动方向上的空气流。旋转装置可以由布置在房间单元中的一个或更多个小型电动马达驱动，使得两种流可以被独立地阻塞(choked)。因此例如可以提供4种模式：低供应空气流/低排放空气流、低供应空气流/高排放空气流、高供应空气流/低排放空气流、以及该供应空气流/高排放空气流。可以使用更少的模式，能够选择更多提供的中间位置。然后可以在通风单元的室内侧提供真空、平衡或超压条件。这使得能够在变化的压差期间对该单元进行平衡以实现最大效率。

在一个场景示例中，“睡眠模式”可以确保通过通风单元将通风保持在最低限度。例如白天期间的卧室。为了避免在有风的日子里热空气的严重泄漏，可以最大程度地阻塞供应空气和排放空气两者。

在需要进行单独阻塞的另一场景下，可以在花粉季节期间使用夏季模块。在有风的日子里，可以将阻气门(choke)设置为向室内侧递送超压力，其中，包含清洁的无花粉空气的供应空气被推动到房屋中，由此在房屋内部保持该超压力并且防止花粉通过小缝隙和裂缝泄漏到房屋中。

在用于与静态的夏季模块1190一起使用的房间单元的第二实施方式中，如图119A至图119C中所限定，供应空气流1016、1017从由内部中心管道1193的壁的外表面和单元外壳1003的内表面限定的轨道式纵向管道1194流动、通过可选的花粉/烟雾过滤器1192、并且由与空气流垂直地布置在流入覆盖件1195与环绕基部1265之间的外周轨道环中的多个房屋单元翼1263导引地离开通风单元1001。环绕基部1265可以通过使用房间壁本身作为传送表面而省去。流入覆盖件1195形成为以一个端部连接至内部中心管道1193的室内端部的向外弯曲的凸缘，并且流入覆盖件1195在直径方面上向外延伸，以提供对通过房屋单元翼1263的供应空气的导引。房屋单元翼1263可以在旋转方面铰接在侧部1266、1267中的一者上并且在侧部1266、1267中的相反一者上连接至翼旋转装置(未示出)，并且因此房屋单元翼1263能够旋转，以将更多的翼区域置于空气流中并由此限制空气流。旋转装置可以由布置在房间单元中的一个或更多个小型电动马达驱动。排放空气1018、1019通过由流入覆盖件1195的外表面和排放覆盖件1191的内表面限定的环形房间单元排放管道1196而被导引到房间单元中。排放覆盖件1191可以有利地形成有与流入覆盖件1195的弯曲成镜像的凹面形式，使得排放空气流在排放空气流流动通过环形房间单元排放管道1196并进入内部中心管道1193时具有极少的湍流。另外的房屋单元翼(未示出)可以布置在环形房间单元排放管道1196中的排放空气流的路径中，这些翼也可以在旋转方面铰接并且连接至如上所述的翼旋转装置(未示出)。

在如图101、图104、图105、图107和图108中所示的另一实施方式中，房间单元流动导引件1260可以包括穿孔1261表面，气流必须通过该穿孔1261表面。流动导引件1260可以附加地具有能够动态修改的限制能力。这可以通过为流动导引件1260添加第二可移动穿孔膜1262来实现。通过添加连接至第二可移动穿孔膜1262的控制装置比如步进马达，可以使第二可移动穿孔膜1262的穿孔滑动跨越流动导引件1260的穿孔1261，并且因此改变通过气流导引件1260的流动阻力。空气流在流量限制器的一个半部侧被朝向室内侧导向，并且在另一半部侧被沿相反的方向导向。可以在流动导引件1260的半部侧中的一个或两个半部侧中使流受到限制，并且这使得通风单元1001能够在通风单元1001的室内侧提供加压或真空效果。

已承认的是，尽管房间单元在本发明的通风单元的优化操作中发挥作用，但是可以将上述房间单元中的任何实施方式提供为用于实现其他通风单元类型的独立装置。

在一个实施方式中，通风单元1001安装在室外环境与室内房间之间的墙壁中。该墙壁通常包括贯穿通道，该贯穿通道具有的横截面对应于单元外壳3的包括公差的外部横截面。横截面形式贯穿整个墙壁深度(墙壁厚度)可以是均匀的，这可能是关于通风单元的情况。通风单元可以具有筒形的外部形式。可以设置有管道套筒(未示出)，以安装在墙壁中的贯穿通道中。管道套筒内部形式可以对应于通风单元1001的外部形式及其附加线缆和可选的传感器连接。管道套筒可以具有用于电源和可选的控制信号线缆和连接器的通孔，这些连接器适于连接至通风单元中提供的线缆，以便为包括在通风单元1001中的马达、传感器和电子设备供电。连接器和形式可以使得通风单元1001可以滑动到管道套筒中并且卡扣闩锁可以使其保持就位并且可以完全运行。可以使用其他锁定机构既提供连续操作模式又提供其中能够实现热交换模式与夏季模式组件之间的变化的实施方式。

通风单元1001安装成使得叶轮侧部以叶轮可以自由运行的方式指向室外侧环境。可选的是在叶轮外部安装叶轮保护覆盖件，其中，叶轮保护覆盖件还可以提供对进入叶轮1002的空气流1016以及被推出叶轮1002的空气流1019的导流和分离。

在通风单元1001的第三实施方式中，提供了如图115、图116、图117和图118中图示的另外的延伸器管道和另外的空气导引模块，以用于使通风单元1001能够安装在较厚的壁中。因此，在这种壁中，叶轮1002将以标准长度形式布置在从外部观察到的壁中的某处。延伸器提供了内部中心延伸器管道1180以及围绕内部中心延伸器管道1180的同心外管道1181，内部中心延伸器管道1180用于将供应空气1016从通风单元的室外侧引导至叶轮1002，同心外管道1181用于将排放空气1019从叶轮引导至通风单元1001的室外侧。对于较长的延伸器管道，提供另外的空气导引模块1160以用于阻止从叶轮1002朝向通风单元1001的室外侧排出的排放空气1019的空气转动可以是有利的。空气迷宫式密封件1170设置在轨道凸缘1171上，轨道凸缘1171在室外侧上将叶轮1002的流入通道与流出通道分开，轨道凸缘1171连接至另外的空气导引模块1160的同心内凸缘的内部部分1161。同样，内部中心延伸器管道1180的圆形内部部分1182以相对于另外的空气导引模块1160的同心内部凸缘的外部部分1162密封的方式布置，使得在内部中心延伸器管道1180中流动的供应空气不会泄漏至以下排放空气流：该排放空气流沿相反方向流动通过围绕内部中心延伸器管道1180的将排放空气1019从叶轮引导至外部的同心外管道1183。

热交换模块和过滤器模块(未示出)的另一实施方式可以设置有固定的非旋转过滤器模块和马达驱动的旋转热交换模块。热交换模块可以由连接至叶轮马达的齿轮轴驱动，或者由单独用于使热交换模块旋转的单独马达驱动。

在本发明的另一实施方式中，双模式风扇可以与逆流热交换器结合、可以作为移动装置独立存在、或者可以安装在壁管道中，从而提供用于干燥具有湿气和/或氡气问题的房间比如地窖中的优化单元。在这种环境中，热交换或空气过滤都不重要，并且任务是将足够量的空气从空气流的室内侧空间转移出。排放空气必须输送至外部，并且必须供给干燥的空气。因此，具有排放能力的典型逆流单元可以与风扇单元串联。

如上限定的通风单元实施方式或者根据上述实施方式的任意数量的特征被单独组合的通风单元实施方式可以设置有线或无线通信装置，有线或无线通信装置使与所提供的远程监测和控制系统能够进行通信联系。该远程监测和控制系统可以包括云服务、为诸如膝上型电脑、平板电脑(tab)、智能手机或其他设备的独立手持计算机提供的应用/应用软件、通信手段和分析程序。因此，通风特性的监测和控制可以作为根据远程控制器限定的服务或用户来提供。通风单元中的传感器和马达可以被远程控制。

两个或更多个通风单元可以经由通风单元中包含的通信装置或经由远程监测和控制系统进行通信联系。传感器可以另外安装在通风单元的室内侧的环境中并且与通风单元和/或远程监测和控制系统中的控制单元1105接触，以提供通风系统的另外的灵活控制特征。

本发明还可以以用于房间通风单元中的双模式叶轮组件的第一装置实施方式设置，该双模式叶轮组件包括双模式叶轮1002、1210和用于向双模式叶轮1002、1210提供转动力的马达1103，其中，双模式叶轮1002、1210具有筒形形状，以便围绕双模式叶轮的纵向中心轴线1166旋转，该双模式叶轮包括多个供应空气通道1061和排放空气通道1062，其中，当双模式叶轮1002、1210旋转时，供应空气通道1061将供应空气1016、1017从双模式叶轮1002、1210的第一侧的中心部分1181朝向双模式叶轮1002、1210的第二侧的外轨道部分1182推动并推动到第二侧的外轨道部分1182中，并从双模式叶轮1002、1210的第二侧的外轨道部分1182排出，并且排放空气通道将排放空气1018、1019以相反的方向从双模式叶轮1002、210的第二侧的中心部分1102朝向双模式叶轮1002、1210的第一侧上的外轨道环区域1184导引并导引到第一侧上的外轨道环区域1184中，并从双模式叶轮1002、1210的第一侧上的外轨道环区域1184排出，供应空气通道壁被设计成使得供应空气通道壁形成供应空气通道1061之间交叉流动的排放空气通道1062的壁的一部分。

根据第一装置实施方式的第二双模式叶轮组件还包括布置在双模式叶轮1002、1210的第二侧上的圆形形式的空气过滤器1108、1211，圆形形式的空气过滤器1108、1211具有面向双模式叶轮的第一侧部，第一侧部用于接收从双模式叶轮1002、1210的第二侧的外轨道部分1182流出的供应空气1016、1017。

根据第一装置实施方式或第二装置实施方式所述的第三双模式叶轮组件，其中，设置有纵向中心管道1111、1213，纵向中心管道1111、1213用于在双模式叶轮1002、1210的第二侧处将纵向中心管道1111、1213外侧上的供应空气1016、1017和纵向中心管道1111、1213内侧上的排放空气1018、1019分离，其中，纵向中心管道1111、1213的第一部分设置成具有适于与双模式叶轮1002、1210的第二侧的中心部分1102、1214的直径对应的直径，并且纵向中心管道1111、1213以相对于双模式叶轮1002、210密封的方式布置成使得供应空气流1016、1017与排放空气流1018、1019之间很少或没有空气可以混合，并且其中，圆形形式的空气过滤器1108、1211的至少一部分布置在纵向中心管道1111、1213上方及外侧。

根据第一至第三装置实施方式中的任一项所述的第四双模式叶轮组件，还包括布置在双模式叶轮1002、1210的第二侧上的供应空气流1016、1017路径中的圆形形式的静态空气导向器1107、1220，圆形形式的静态空气导向器1107、1220包括布置在中间管道1111、1222周向外侧的轨道流通路径内的翼，空气导向器1107、1220的翼用于阻止由双模式叶轮1002、1220的旋转产生的供应空气的旋转力中的大部分。

根据第四装置实施方式所述的第五双模式叶轮组件，其中，翼设置有两个或更多个入口高度h1、h2，以减少在“低角度”方法下遇到边界层时发生的冲浪效应。

根据第一装置实施方式所述的第六双模式叶轮组件，其中，双模式叶轮还包括中心纵向布置的马达轴外壳104，该马达轴外壳104具有用于接纳和保持马达轴4的一部分的中心凹部。

根据第六装置实施方式所述的第七双模式叶轮组件，其中，马达轴壳体104包括弹性材料、阳-阴形式的凸部和凹部、螺栓和螺母连接、卡式连接器、或叶轮组件的中心管道中的轴的夹板固定中的一者，以用于在所接纳的马达轴4上提供保持力。

根据第一至第七装置实施方式中的任一项所述的第八双模式叶轮组件，还包括热交换模块1110，热交换模块1110沿纵向方向布置在叶轮的第二侧上，热交换模块1110布置成围绕半管形式的中心管道结构1109转动，热交换模块1110还包括环绕的收集器通道1320，该收集器通道1320用于接收从双模叶轮1002、1210的第二侧部的外轨道部分1182流动的所有供应空气1016、1017并引导所有供应空气1016、1017到达并通过热交换模块1100的一个纵向半部，并且排放空气1018、1019流动通过热交换模块1110的另一纵向半部，中心管道结构1109设置有半管结构以将热交换模块1110内部的空气流分成纵向两半，并且中心管道结构1109在其两侧上还具有在任一侧上向外延伸的中心管道刃状部1307、1308，中心管道刃状部1307、1308具有适于热交换模块1110内部的曲率的径向周缘端部形式，并且双模式叶轮组件还包括套筒空气引导组件1330，该套筒空气引导组件1330包括静态外流分隔器刃状部1312、1313，静态外流分隔器刃状部1312、1313具有与旋转的热交换模块1110的渐缩的外部形式对应的向内轮廓以及与单元壳体1003的内部对应的向外轮廓，中心管道刃状部1307、1308和静态外流分隔器刃状部1312、1313以沿纵向成对对准的方式布置在热交换模块的内侧和外侧上。

根据第二至第八装置实施方式中的任一项所述的第九双模式叶轮组件，其中，双模式叶轮1002、1210和圆形形式的空气过滤器1211布置成以旋转关系连接在一起，其中，圆形形式的空气过滤器1211是管状形式并且沿大致纵向方向在双模式叶轮1002、1210的第二侧部的一部分和纵向中心管道1213的一部分上方延伸，并提供了穿过空气过滤器1211的与纵向方向大致垂直的供应空气流路径1224。

根据第二至第八装置实施方式中的任一项所述的第十双模式叶轮组件，其中，热交换模块1110和圆形形式的空气过滤器1108、1211布置成以旋转关系连接在一起，其中，圆形形式的空气过滤器1108、1211沿与纵向方向大致垂直的方向延伸，并提供了穿过空气过滤器1108的纵向供应空气流路径1321。

一种包括根据第一至第十装置实施方式中的任一项所述的双模式叶轮组件第一通风单元实施方式，还包括周向环绕的流动引导件1260、1263和用于终止通风单元的室内侧的室内覆盖件1122、1264。

根据第一通风单元实施方式所述的第二通风单元，其中，流动引导件1260、1263可以由能够部分限制沿一个或两个方向的气流的组件限定。第三优先权申请：NO 20190732

本发明的第三个优先权的目标是提供一种也用于家庭中的或者作为天花板安装式装置或者作为布置成用于放置在台/地板上的装置并且通过减少由切向空气速度引起的二次效应来解决上述所有问题或一些问题的空气风扇/过滤单元。

提供了一种低噪声排放空气净化装置。

在本发明的第一实施方式中，提供了一种用于天花板安装式的空气过滤单元，该空气过滤单元优选地在灯/电连接点/出口处。过滤单元的独特设计允许比传统风扇空气流更高的空气流，但是具有显著更小的噪声以及流出风扇/过滤单元的更少的切向空气运动。因此，对亚微粒子也能实现等于或高于可相比的空气风扇/过滤器单元的净化能力。

在本发明的进一步实施方式中，提供了构造成布置在台上或放置在地板上的空气风扇/过滤单元。这种装置面临另外的挑战，因为空气过滤器装置的旋转元件必须与环境隔离。提供了这种具有隔离的装置，该装置包括用于部分或完全去除操作噪声的独特特征。与离开单元的空气的切向运动有关的传统问题通常禁止将装置布置在人员附近，这是因为气流变得不可接受。根据本发明的一个实施方式包括保持水平安装的风扇/过滤器单元的壳体，并且该壳体将空气流部分地或完全地竖向向上引导。

所有实施方式的共同之处在于，在不需要进行像增加尺寸或减少通过量的权衡的情况下减少了不希望的气流和噪声。

本发明的替代性实施方式包括附加特征，比如碳过滤、电离、光、加热、香味添加、加湿、扬声器及其他。

本发明各种实施方式的关键特征包括布置在过滤器的下游侧上的低噪声排放空气净化装置组件，低噪声排放空气净化装置组件利用低噪声空气引导装置的射流效应，将空气沿相对于风扇/过滤器转动方向的向后方向抛射。低噪声空气导引装置的射流效应有助于马达推动旋转组件，从而降低功率消耗并消除抵抗组件转动的阻力的一部分。

本发明的附加特征和优点在以下附图的简要描述和以下详细描述中描述，并且将从这些描述中变得明显，其中：

图201–吊扇组件，侧视图

图202–吊扇组件，仰视斜视图

图203–吊扇组件，俯视横截面斜视图

图204–吊扇组件，横截面侧视图

图205–吊扇组件，仰视图

图206–吊扇组件，横截面分解图

图207–吊扇组件，横截面部分分解图

图208–台式风扇组件，侧视图

图209–台式风扇组件，俯视图

图210–台式风扇组件，横截面侧视图

图211–台式风扇组件，俯视横截面斜视图

图212A–台式风扇组件分解图，纵向形式的外部翼

图212B–台式风扇组件分解图，同心筒形形状的坚固的覆盖件

图213A–地板风扇组件原理，纵向形式的外部翼

图213B–地板风扇组件原理，空气导向器网

图214A-B–空气导向器网，内部

图215A-C–空气导向器网，外部

图216A-B–盖实施方式和横截面侧视图

图216A-B–头盔实施方式的横截面侧视图

在下面的描述中，特定术语的使用应被广泛地解释，并且至少具有如下限定的含义：

CMH：每小时立方米数

CADR：清洁空气输送率，清洁空气输送率通常被测量3个值：烟雾、花粉和灰尘。CADR通常根据ANSI/AHAM AC-1标准测量，给出标准的28.5立方米的空间的其中烟雾、花粉或灰尘的所有颗粒以特定分数被过滤的体积的分数值乘以流通过量。换句话说，输送清洁空气的速度。

空气：本发明的装置主要适用于空气过滤，但是该装置和系统可以用于任何类型的气体环境。当术语“空气”用于本文件中时，应理解为包括任何类型气体的含义。

现在将在适当的情况下参照附图更详细地描述本发明。

图201至图207图示了本发明的第一实施方式，其中，天花板安装式空气风扇/过滤器组件2001包括旋转风扇组件，该旋转风扇组件由至少一组圆形安装的风扇叶片2003构成，每个风扇叶片沿纵向方向2100安装，从而在入口部分2040处提供轴流式风扇形状并且在出口部分2041提供径流式风扇形状，并且当风扇/过滤器组件2020围绕纵向中心轴线2038旋转时，风扇/过滤器组件2020是进入的空气的转动器。

由风扇叶片3产生的气流沿着包含在空气风扇/过滤器组件2001中的过滤器2004的内部分布。过滤器2004可以形成为安装在纵向风扇叶片2003的圆的外侧的例如褶状形状的过滤介质的圆形同心套筒。可以使用其他过滤材料。过滤器2004旋转地安装至风扇叶片2003，并与风扇叶片2003一起围绕纵向中心轴线2038旋转。

风扇叶片2003可以成形为以匹配的翼角度满足进入的空气流2010，并且对空气进行预转动以向过滤器2004施加径向压力。空气部分地由叶片2003推动，并且部分地通过由旋转过滤器2004和外框架2002产生的吸力被吸入内管道2013中。附图图示了以下实施方式：在该实施方式中，空气仅从下侧被吸入风扇/过滤器组件2001，并且风扇/过滤器组件2001的顶侧部由圆形形式端部盖2036封闭。应当理解的是，在不同的实施方式中，端部盖可以是透气的，可以形成为网状物、板或其他形式，包括用以使空气以类似的方式通过的开口，并且其中，风扇叶片2003形成为当风扇/过滤器组件2001旋转时从风扇/过滤器组件2001的两个纵向开口从下方和上方推动空气。风扇叶片组件可以包括一个或更多个护环34，从而在叶片2003之间提供均匀的距离。

空气风扇/过滤器组件2001还包括围绕过滤器2004和风扇叶片2003布置的纵向形式的一组外部翼2002。外部翼2002旋转地连接至过滤器2004和风扇叶片2003并且布置成相对于过滤器2004的外侧具有大致切向的方向，其中，内侧边缘2050布置成更靠近过滤器2004的外侧部，并且外侧边缘2051布置成在相反的转动方向2020上位于相邻外部翼2002的内侧边缘2050的径向外侧。由外部翼2002的所有内侧边缘2050之间的区域限定的流入区域/距离2052大于由外部翼2002的所有外侧边缘2051之间的区域/距离2053限定的流出区域，并因此产生多个低噪声空气引导装置，其中，流出区域形成一种类型的出口喷嘴2053。

外部翼2002可以铰接至框架2035、2039、2039’，并且喷嘴开口2053可以通过改变翼2002相对于过滤器2004的外侧的方向来改变，并且从而改变流出区域。外部翼的角度的改变可以是连续的，或者可以根据一组预定的角度确定，并且角度的改变可以通过手动操作的布置结构或者自动或远程操作的布置结构来设置。

外部翼2002组件可以包括用于保持外部翼2002的形式和外部翼2002之间的距离的一个或更多个翼护环2035。

外部翼2002之间的外部翼2002组件距离可以以非周期性模式设置，这可以进一步增强降噪。

当空气风扇/过滤器组件2001旋转时，空气流2010被从下方(可选地从下方和上方两者)吸入空气风扇/过滤器组件2001的内管道2013中，并且，由风扇叶片2003施加在空气流上的能量部分地用于将空气推动2011通过过滤器并且部分地用于增加通过2012外部翼2002的低噪声空气引导装置出口开口的空气流速度。因此，空气以与空气风扇/过滤器组件2001的转动方向2020相反的方向被抛射出空气风扇/过滤器组件2001。

低噪声空气引导装置的产生射流的外部翼2002的效果在于，从过滤器2004排出的切向空气流速度的全部或一部分被消除，因此气流和噪声也被消除/减少。

与现有技术的装置相比，本发明可以以更小的产品尺寸(直径)和更少的功率消耗提供相同的清洁空气输送率，即CADR。结果是可以为天花板高度有限的家庭提供高效的花粉和灰尘过滤。

在没有静态出口格栅和与经过这些开口的空气相关的噪声的情况下，本发明的屋顶实施方式允许使用更低等级、更高渗透性的过滤器，使得在不增加噪声的情况下能够转移更高体积的花粉清洁空气。对于台式和地板实施方式，随着反向射流的速度增加，通过过滤器2004的更高渗透性将进一步消除噪声成分。因此，切向速度以及进而通过出口的出口速度减小。

在本发明的一个实施方式中，外部翼2002可以相对于纵向方向2100略微对角地布置(未示出)，以便向上或向下转移空气流。在又一实施方式中，外部翼2002可以以从“赤道”水平面2101出来的鱼骨图案设计(未示出)，并且以这种方式从外部翼2002的上半部分向上抛射空气，并且从外部翼2002的下半部分向下喷射空气。

在本发明的另一实施方式中，外部翼可以在两个或更多个位置/取向之间改变，使得离开空气风扇/过滤器组件2001时的空气流可以被改变。

位置/取向可以通过机械手动开关、远程控制或自动改变而能够动态改变。

在又一实施方式中，外部翼2002可以在不同的操作模式之间改变其位置/取向/角度，比方说例如在：通过射流效应提供第一切向空气速度的位置与提供较低的第二切向空气速度的位置之间。在另一实施方式中，可以提供多个位置。在后一种操作模式中，有可能以效仿传统吊扇的方式操作空气风扇/过滤器组件2001。

在本发明的又一实施方式中，提供了以各种模式设计的外部翼2002，以实现多种不同的排出气流模式，并且以这种方式使用定制的低噪声空气引导效果来满足与离开风扇/过滤器组件2001的空气流模式相关的定制需求。

在又一实施方式中，外部翼2002的低噪声空气引导装置可以由包括多个射流喷嘴2150的同心筒形形状的坚固覆盖件2124、2125代替，如图212B、图214A和图214B以及图215A、图215B和图215C中所示。图214A和图214B图示了从内侧2125、即从其中空气流被引入到2151喷嘴2150中的面向过滤器的一侧观察到的这种同心筒形材料的一部分的一个实施方式，并且图215A、图215B和图215C图示了其中空气流被从射流喷嘴2150喷出2152的外侧2124观察的类似的示例性实施方式部分。图212B图示了如下所述布置在台式空气风扇/过滤器组件80中的同心筒形覆盖件2124、2125，但是同心筒形覆盖件2124、2125也可以实施在上述天花板安装式的空气风扇/过滤器组件2001和下述地板安装式的空气风扇/过滤器组件2131两者中。

此外，可以提供天花板支架30，天花板支架30用于将空气风扇/过滤器组件2001安装至天花板连接点，该天花板支架30包括：电线，该电线用于为马达和控制器提供电力；控制器；通信模块和连接器2031；以及设置有马达轴2033的马达2032，马达2032用于驱动和控制空气风扇/过滤器组件2001。

风扇叶片2003、过滤器2004与外部翼2002之间的连接可以由空气风扇/过滤器组件2001底端部中的圆形端部环2036、2037和/或空气风扇/过滤器组件2001顶端部中的端部盖2036提供。

图206和图207以两种形式的分解图图示了空气风扇/过滤器组件2001。在如图207中所示的维护下，可以通过拆卸圆形端部环2036、2037然后将过滤器从空气风扇/过滤器组件2001中拉出来移除过滤器2004。可以插入新的过滤器并重新附接圆形端部环2036、2037。风扇叶片和外部翼附接至端部盖2036。

图208至图212图示了呈台式空气风扇/过滤器组件80形式的本发明的实施方式。应用与上述相同的原理，其中，增加了围绕空气风扇/过滤器组件80布置的可选网状物2121，以用于对转动的外部翼与人/动物之间的意外接触进行保护。透气织物/覆盖件2122可以附加地布置在网状物2121的外侧。中心锥体2102设置成用于空气流在从上方和下方两者输入时的附加通道。马达2032可以布置在支柱2105中以及用于控制电源和电缆(未示出)的其他部件中。

图211图示了空气流2011如何流动通过过滤器2004，并且具有剩余压力的空气被导流通过低噪声空气引导装置的产生喷射流的外部同心装置2002、2124、2125并且被在与风扇/过滤器组件2080的旋转方向相反的方向2012上抛射。排出空气2012的方向用箭头2022符号图示，2022符号用于与旋转方向2020相反的朝向读者的移动。

在又一实施方式中，台式空气风扇/过滤器组件2080可以作为悬挂在天花板上、例如以电源线或线材(电池供电)悬挂的自由悬挂装置设置。

静态地布置有用以保护空气风扇/过滤器组件80的底侧部和顶侧部的底盖2123和顶盖2123’。底盖2123和顶盖2123’在其内部部分包括在直径上与过滤器2004的内径对应的网状物覆盖的开口。底盖2123和顶盖2123’的内部部分让空气流入空气风扇/过滤器组件2080。网状物覆盖件开口还可以包括高透气性的过滤器(未示出)，以用于避免较大尺寸的灰尘颗粒被吹入空气风扇/过滤器组件80的过滤器2004中。底盖2123和顶盖2123’经由网状物2121/套筒2122和底盖2123直接连接至支柱2105、底盖2123和顶盖2123’。

网状物2121可以设计成仅具有非竖向网元件，因为当水平气流经过网状物2121时，竖向元件具有更大噪声模式。对角式网元件将具有较低噪声模式。

网状物2121和套筒静态地连接至支柱105。

也在本发明的范围内的是，同样在天花板安装式空气风扇/过滤器组件2001上提供保护网状物2121，如对于台式形式所描述的那样。

图213A图示了地板安装式壳体2130的原理示意图，其中，仅部分地示出了空气风扇/过滤器组件2131。围绕空气风扇/过滤器组件2131布置有类似蜗壳的收集器通道2132，以收集来自低噪声空气引导形式的外部翼的空气流并将空气流朝向壳体2130的顶部中的开口引导。顶部开口2137包括空气引导翼2133，以例如直接向上地引导气流。

在另一实施方式中，地板安装式壳体2130可以部分或全部由高渗透性织物或覆盖件(未示出)覆盖，以防止任何意外物品进入空气出口2136、2137。

在以下两个实施方式中提供了地板安装式的壳体2130：一个实施方式具有如上限定的风扇/过滤器组件2001，如图213A中所示；以及另一实施方式，其中，风扇/过滤器组件2001没有设置外部低噪声空气引导装置喷射件，但是设置有空气引导网状物2135来降低风扇/过滤器组件的输出速度，如图213B中所示。

布置在壳体2130与旋转组件2131之间的空气导向器网状物2135将降低切向速度，其中，空气导向器网状物2135设计成在空气导向器网状物2135上具有最佳的均匀通过量。通过选择细网状物，可以抑制产生噪声的湍流并且同时降低切向速度。换句话说：本发明通过网状物尺寸和形状来平衡法向和切向渗透率，以避免空气流经过空气导向器网状物2135穿行(threading)时的产生噪声的湍流。

空气导向器网状物2135的渗透性是平衡的，使得径向流通过量均匀分布在期望的出口2136、2137上。

降低的排出速度显著降低了来自湍流的潜在噪声，这又为出口格栅2133、2136的设计提供了自由度，使得可以根据期望的壳体设计标准来选择形状/形式。用于空气均匀分布的平衡的空气导向器网状物部分地保持了局部速度方向。

在地板安装式组件的另一实施方式中，空气风扇/过滤器组件2131可以不设置外部翼2002。这种形式可以将空气沿竖向向上的方向抛射，并且因为如果装置能够净化更高体积的空气，则气流或不便的影响可以被忽略。壳体2130和导引翼2133控制从空气风扇/过滤器组件2131排出的空气流。

地板安装式空气风扇/过滤器组件2131包括具有轴流式风扇的风扇，该轴流式风扇提供径流式风扇的操作模式。本发明的独特特征在于过滤器2004围绕风扇/叶轮2003以旋转连接的方式安装。空气风扇/过滤器组件2131还可以包括覆盖进气口2134的过滤器/网模块，以便捕获较大的灰尘颗粒。

类似于台式空气风扇/过滤器组件2080，地板安装式空气风扇/过滤器组件2131可以在风扇的两侧上具有进气孔口2134，并且因此可选地设置有覆盖每个进气孔口2134的两个过滤器/网模块。

过滤器/网模块可以具有自清洁功能。

所有上述实施方式的共同之处在于可以组合附加特征中的一个或更多个附加特征，附加特征比如为：碳过滤、电离、光、加热、香味添加、加湿、扬声器及其他。

碳过滤可以例如以夹置类型布置结构与过滤器2004结合，使得碳过滤器与过滤器2004一起旋转。

照明可以是附加特征，当与根据本发明的天花板安装式的低噪声排放空气净化装置一起实施时，可以为照明装置提供插座。插座可以布置在马达2032的顶侧部或底侧部上，并且可以使用与马达2032相同的电源/电供应装置。

本发明的所有实施方式可以包括以下一者或更多者：用于向马达和控制器提供电力的电线、控制器、通信模块和连接器2031以及马达2032。控制器和通信模块可以通过有线或无线通信信道与远程装置通信。远程装置可以是以下中的一者或类似于以下：简单物理交换机、智能手机应用程序、云服务和云连接计算机应用程序，无线通信可以是任何类型的通信协议，包括无线网络和蓝牙。

在又一实施方式中，本发明的非常窄的实现方式布置在头戴件比如头盔、帽子、保护罩等中，以向佩戴头戴件的人的面部区域提供恒定的净化空气流。空气可以集中输送而没有噪声或噪声很低。这种实施方式的一个示例如图216中所示。

本发明也可以被描述为低噪声排放空气净化装置的第一装置实施方式，包括：

旋转风扇组件2001、2080、2131，包括：

径流式风扇，该径流式风扇包括围绕纵向中心轴线38旋转的多个风扇叶片2003，其中，风扇叶片2003沿纵向方向100安装成在入口部分2040处提供轴流式风扇形状并在出口部分2041处提供径流式风扇形状，过滤器2004，该过滤器2004径向安装在径流式风扇外侧，其中，过滤器2004旋转地连接至径流式风扇，并且

该低噪声排放空气净化装置还包括：

相对于风扇组件周向地布置的低噪声空气引导装置，以及马达32，马达32用于使风扇组件沿旋转方向2020旋转。

根据第一装置实施方式所述的低噪声排放空气净化装置的第二装置实施方式，其中，空气引导装置以定向分布的方式引导气流，以提供最佳流分布。

根据第一或第二装置实施方式所述的低噪声排放空气净化装置的第三装置实施方式，其中，空气引导装置旋转地连接至风扇组件2001、2080、2131。

根据第一至第三装置实施方式中的任一项所述的低噪声排放空气净化装置的第四装置实施方式，其中，空气引导装置包括：喷嘴开口2053、2150，喷嘴开口2053、2150用于沿与旋转风扇组件2001、2080、2131的旋转方向2020相反的方向提供空气射流2012，以降低功率消耗和排出空气速度。

根据第四装置实施方式所述的低噪声排放空气净化装置的第五装置实施方式，其中，喷嘴开口2053、2150设置有非周期性图案。

根据第一至第五装置实施方式中的任一项所述的低噪声排放空气净化装置的第六装置实施方式，其中，空气引导装置包括：

围绕过滤器2004和风扇叶片2003布置的多个纵向形式的外部翼2002，其中，外部翼布置成以限定的模式将气流引导出空气净化装置，以及外部翼2002旋转地连接至旋转风扇组件2001、2080、2131。

根据第六装置实施方式所述的低噪声排放空气净化装置的第七装置实施方式，其中，外部翼2002铰接至框架2035、2039、2039’，并且喷嘴开口2053可以在两个或更多个流出区域之间改变。

根据第七装置实施方式所述的低噪声排放空气净化装置的第八装置实施方式，其中，外部翼2002的角度的改变是连续的，并且角度的改变可以由手动操作装置、自动装置或远程操作装置提供。

根据第四或第五装置实施方式所述的低噪声排放空气净化装置的第九装置实施方式，其中，空气引导装置包括同心筒形形状的坚固的覆盖件2124、2125，覆盖件2124、2125具有喷嘴开口2150，喷嘴开口2150用于提供具有与旋转风扇组件2001、2080、2131的旋转方向2020相反的方向2012的空气射流2152。

根据第一至第九装置实施方式中的任一项所述的低噪声排放空气净化装置的第十装置实施方式，还包括用于将空气风扇/过滤器组件2001安装至天花板连接点的天花板支架2030。

根据第一至第九装置实施方式中的任一项所述的低噪声排放空气净化装置的第十一装置实施方式，还包括用于将空气风扇/过滤器组件2080布置在台上的支架2105。

根据第一至第九装置实施方式中的任一项所述的低噪声排放空气净化装置的第十二装置实施方式，包括：

具有前侧部2138和后侧部2139的地板安装式壳体2130，其中，前侧部2138和后侧部2139中的至少一者包括进气孔口2134、两个侧部2141、2142、底侧部2143和顶侧部2144，其中，

顶侧部2144包括开口2137，并且地板安装式壳体2130还包括收集器通道2132，其中，旋转风扇组件2131水平地安装。

根据第十二装置实施方式所述的低噪声排放空气净化装置的第十三装置实施方式，其中，收集器通道2132具有蜗壳状设计，并且围绕旋转风扇组件2131布置成收集来自旋转风扇组件2131的空气流并将空气流朝向壳体2130的顶侧部2144中的开口2137引导，并且顶侧部144包括空气引导翼2133，空气引导翼2133布置成引导空气流，例如直接向上引导空气流。

根据第一至第二装置实施方式中的任一项所述的低噪声排放空气净化装置的第十四装置实施方式，包括：

具有前侧部2138和后侧部2139的地板安装式壳体2130，其中，前侧部2138和后侧部2139中的至少一者包括进气孔口2134、两个侧部2141、2142、底侧部2143和顶侧部2144，其中，顶侧部2144包括开口2137，并且地面安装壳体2130还包括收集器通道2132，其中，旋转风扇组件2131水平地安装。

根据第十四装置实施方式所述的低噪声排放空气净化装置的第十五装置实施方式，其中，侧部2141、2142在包括空气出口2136的转动风扇组件2131的转动方向2020上相对于顶侧部14布置在上游。

根据第十四至第十五装置实施方式中的任一项所述的低噪声排放空气净化装置的第十六装置实施方式，还包括布置在壳体2130与旋转组件2131之间的一个或更多个空气导向器网状物2135，以用于使径向流通过量均匀地分布在期望的排出口2136、2137上。

根据第十四至第十六装置实施方式中的任一项所述的低噪声排放空气净化装置的第十七装置实施方式，其中，

顶侧部2144包括空气引导翼2133，空气引导翼2133布置成引导空气流，例如直接向上引导空气流。

根据第一至第十七装置实施方式中的任一项所述的低噪声排放空气净化装置的第十八装置实施方式，还包括碳过滤、电离、光、加热、气味添加、加湿和扬声器中的一项或更多项。

根据第一至第九和第十二至第十八装置实施方式中任一项所述的低噪声排放空气净化装置的第十九装置实施方式，其中，低噪声排放空气净化装置布置在头戴件中，以向佩戴头戴件的人的面部区域提供净化的空气。

Claims (35)

1.一种空气过滤器装置，包括：

一个或更多个旋转褶皱式空气过滤器(2)，以及

用于使所述褶皱式空气过滤器旋转的马达(31)，其中

所述空气过滤器具有筒形形式，并且根据关系式Gu＝f_h*p_r/(2*r_o*ε^{^1/4})>0.8被进一步设计，其中，Gu数与基于并考虑主要客户需求比如CADR、dB、产品尺寸、功能和成本的商业有用性的函数相关，其中，p_r＝(r_o-r_i)/褶皱间距(p_s)，并且褶皱间距(p_s)为内半径(r_i)上两个相邻褶皱顶部之间的距离，并且，ε是ASHRAE效率。

2.根据权利要求1所述的空气过滤器，其中，Gu>1.2。

3.根据权利要求1所述的空气过滤器，其中，Gu>1.5。

4.根据前述权利要求中的任一项所述的空气过滤器，其中，所述筒形形式在一个端部或两个端部中是敞开的，使得当所述旋转褶皱式空气过滤器(2)旋转(21)时，离心力驱动空气通过所述褶皱式过滤器，从而导致所述旋转褶皱式空气过滤器(2)上游的吸力将空气通过敞开的所述一个端部或两个端部吸入，并且经过滤的空气在所述旋转褶皱式过滤器的下游沿所有方向被径向向外排出。

5.根据前述权利要求中的任一项所述的空气过滤器装置，还包括：

布置成径向邻近所述旋转褶皱式空气过滤器(2)的径向风扇叶片，所述径向风扇叶片旋转地连接至所述旋转褶皱式空气过滤器(2)，并且总叶片高度≥12mm。

6.根据权利要求5所述的空气过滤器，其中，所述总叶片高度≥15mm。

7.根据权利要求5或6中的任一项所述的空气过滤器装置，其中，所述径向叶片几何形状包括相对于所述旋转褶皱式空气过滤器(2)的内半径(R_i)在15°与75°之间的向前攻角α_b。

8.根据权利要求5或6中的任一项所述的空气过滤器装置，其中，径向风扇叶片形成为布置在所述旋转褶皱式空气过滤器(2)外部的径流叶轮。

9.根据权利要求5至8中的任一项所述的空气过滤器装置，其中，径向风扇叶片形成为布置在所述旋转褶皱式空气过滤器(2)内部的径流叶轮。

10.根据前述权利要求中的任一项所述的空气过滤器装置，还包括：

用于为进入所述旋转褶皱式空气过滤器(2)中的入流空气提供转动的入流叶轮。

11.根据权利要求9所述的空气过滤器装置，其中，所述风扇叶片形成为具有轴向攻角，并且所述入流叶轮旋转地连接至所述旋转褶皱式空气过滤器(2)。

12.根据权利要求11所述的空气过滤器装置，其中，所述入流叶轮和所述径流叶轮组合成具有呈变形形式的叶片的一个叶轮，该叶轮用作轴流-径流式风扇以提供沿着所述旋转褶皱式空气过滤器(2)的褶皱以及所述褶皱内部的均匀的空气流。

13.根据前述权利要求中的任一项所述的空气过滤器装置，还包括：

布置并连接至所述旋转褶皱式空气过滤器(2)的一个纵向端部或两个纵向端部的褶皱式过滤器端盖(32、41)。

14.根据前述权利要求中的任一项所述的空气过滤器装置，还包括：

一个或更多个环形形式翼(42)，所述一个或更多个环形形式翼(42)布置在所述旋转褶皱式空气过滤器(2)的进入开口处，以用于引导(47、47’)入流空气并且因此也用于为所述旋转褶皱式空气过滤器(2)的内部提供安全格栅。

15.根据前述权利要求中的任一项所述的空气过滤器装置，其中，布置成大致垂直于纵向方向的空气屏障(35、36、34’、34”)设置在所述旋转褶皱式空气过滤器(2)的入流侧，以防止环境空气流与从所述旋转褶皱式空气过滤器(2)排出的空气流混合。

16.根据前述权利要求中的任一项所述的空气过滤器装置，还包括空气引导翼(34、34’)，所述空气引导翼(34)围绕所述旋转褶皱式空气过滤器(2)径向地布置。

17.根据权利要求15所述的空气过滤器装置，其中，一个或更多个旋转褶皱式空气过滤器(2)安装在底座(201、2141)内部，其中，所述底座配备有进气口(202)和排气口(203、2136)以及收集器(204、2132)，所述收集器(204、2132)用于根据由所述一个或更多个旋转褶皱式空气过滤器(2)产生的空气流路径导引离开所述旋转褶皱式过滤器的空气。

18.根据权利要求17所述的空气过滤器装置，其中，在所述收集器(204、2132)与所述旋转褶皱式空气过滤器(2)的表面之间形成的横截面面积沿着所述旋转褶皱式空气过滤器(2)的周向和旋转方向逐渐地增大，并且所述收集器(204、2132)仅环绕对应的褶皱式空气过滤器(2)的一部分。

19.根据权利要求18所述的空气过滤器装置，其中，所述一个或更多个褶皱式空气过滤器(2)的未被所述收集器(204、2136)环绕的第一部分大体向上指向。

20.根据权利要求19所述的空气过滤器装置，其中，所述一个或更多个褶皱式空气过滤器(2)的未被所述收集器(204、2136)环绕的第二部分大体指向所述褶皱式空气过滤器(2)的向上旋转侧。

21.根据权利要求18所述的空气过滤器装置，其中，在所述旋转褶皱式空气过滤器(2)的入流侧处设置有大体垂直于空气入流方向布置的静态空气屏障(205)，所述静态空气屏障(205)具有布置在所述旋转褶皱式过滤器(2)的入口处的对应的开口(206)，以防止环境空气流与从所述旋转褶皱式空气过滤器(2)排出的空气流混合。

22.根据前述权利要求中的任一项所述的空气过滤器装置，还包括一组静态布置的纵向薄片(48)，所述纵向薄片(48)环绕环形形式的所述旋转褶皱式空气过滤器(2)，所述纵向薄片(48)径向向外伸展并且与排出空气流的方向相切以进一步提高吸入效果和整体流量。

23.根据前述权利要求中的任一项所述的空气过滤器装置，其中，所述筒形形式褶皱式空气过滤器(2)具有锥形形状，并且锥直径在入流开口处最大。

24.根据前述权利要求中的任一项所述的空气过滤器装置，还包括褶皱式空气过滤器组件，所述褶皱式空气过滤器组件形成为包括两个或更多个径向间隔的筒形形式褶皱式空气过滤器(2)。

25.根据权利要求24所述的空气过滤器装置，其中，在任意两个相邻的径向间隔的筒形形式褶皱式空气过滤器(2)之间布置有气密筒形形式套筒(160)，并且其中，所述筒形形式套筒(160)在输出侧处连接至最靠外的筒形形式空气过滤器的内侧部，并且具有随靠近所述筒形形式空气过滤器的所述入流侧而相对于所述筒形形式空气过滤器相对减小的直径，并且最靠近装置的输入侧地连接至最靠内的筒形形式空气过滤器的外侧部，使得在两个所述筒形形式空气过滤器之间限定有出流空间(162)和入流空间(161)，其中，所述出流空间(162)用于将经过滤的空气排放到最靠内过滤器的外部，所述入流空间(161)用于将入流空气导引至最靠外过滤器的内部。

26.根据权利要求25所述的空气过滤器装置，其中，径向风扇叶片布置为纵向薄片(144)，所述纵向薄片(144)径向间隔开地安装并且定形状成保持所述气密筒形形式套筒与所述筒形形式空气过滤器之间的静态距离。

27.根据前述权利要求中的任一项所述的空气过滤器装置，还包括外壳(70)，所述外壳限定具有入流侧部(73)和排放侧部(74)的限制部，所述入流侧部(73)对应于所述过滤器的入流端部，并且所述排放侧部对应于从所述筒形形式旋转褶皱式空气过滤器(2)排出的空气被引出的侧部。

28.根据权利要求27所述的空气过滤器装置，其中，所述外壳(70)具有大致方形管道形状。

29.根据前述权利要求中的任一项所述的空气过滤器装置，还包括：

低噪音空气引导装置(48、50)，所述低噪音空气引导装置(48、50)布置在所述过滤器的周缘，以用于以定向分布的方式将排放空气流引导至所述过滤器外部，从而提供最佳的流分布。

30.根据权利要求29所述的空气过滤器装置，其中，所述空气引导装置(50)旋转地连接至所述过滤器。

31.根据权利要求30所述的空气过滤器装置，其中，所述空气引导装置包括：喷嘴开口(51)，所述喷嘴开口(51)用于沿与旋转风扇组件的旋转方向相反的方向提供空气射流，以降低功率消耗和排出空气速率。

32.根据前述权利要求中的任一项所述的空气过滤器装置，其中，一个旋转筒形形式褶皱式空气过滤器(2)还包括一体的锥体形式风扇元件(44、44’)，所述锥体形式风扇元件(44、44’)布置成从其布置在最深点处的最大直径渐缩，以用于使空气通过所述旋转筒形形式褶皱式空气过滤器(2)排出，并且所述锥体远离过滤器内部、朝向所述旋转筒形形式褶皱式空气过滤器(2)的入流区域渐缩，使得提供了对沿着内部过滤器表面的更深空气流分布的更好控制。

33.根据权利要求32所述的空气过滤器装置，其中，两个相对布置的锥体形式风扇元件(44、44’)与相关联的叶轮(40、40’)确保从过滤器的两侧进行入流空气分配。

34.根据前述权利要求中的任一项所述的空气过滤器装置，还包括一组可倾斜的囊状形式叶片(49)，所述囊状形式叶片(49)布置在所述旋转筒形形式褶皱式空气过滤器(2)的外侧部，以用于为中间的排出射流提供空气通道，从而以相对于水平面的优选角度引导排出空气，所述囊状形式叶片(49)在每个囊状形式叶片(49)的内侧部上的纵向中部处具有囊状形式叶片连接器元件(49’)。

35.根据权利要求34所述的空气过滤器装置，其中，所述囊状形式叶片连接器元件(49)’是枢转销，并且每个枢转销(49’)形成为由位于所述旋转筒形形式褶皱式空气过滤器(2)的外侧部的中间部段上的相应的夹持元件夹持。

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