JP2004522120A - 換気装置およびこの換気装置を有するビルディング - Google Patents

Abstract

換気装置（１）は、回転軸の回りに長手方向に延びる１または複数のインペラ（２）を有する。各インペラ（２）は、インペラの長さの実質的部分にわたって横方向に周囲から空気を吸引するようにされている。駆動力を１つのインペラから他のインペラに伝達されるカップリングが開示されている。換気装置は、カバー（６）と台板を備えたユニットで構成されてもよく、それはビルディングの部屋の加熱または冷却パイプ（３，４）にまたはその回りに装着されてもよい。カバー（６）に接続される保持部材（５）はパイプ（３，４）および／または１または複数のインペラ（２）を保持する。この装置は装着が容易であり、エネルギー効率が向上する。換気装置を備えたビルディング、換気装置を運転する方法、複数の換気装置を有するシステム、１または複数のパイプおよび／または１または複数のインペラの装着装置がさらに設けられている。

Description

【０００１】
技術分野
この発明は複数のクロスフローインペラを有する換気装置およびこの換気装置を有するビルディングに関する。換気装置は特に屋内加熱または冷却システムで使用する熱交換器として適用可能である。また本発明は換気装置を運転する方法に関する。本発明はさらに本発明の換気装置で使用するのに適した保持部材に関する。
【０００２】
発明の背景
従来、局地強制空気加熱にクロスフローインペラを有する種々の換気装置または熱交換器が提案されている。
【０００３】
米国特許第４１２６２６８号は、空気入口と空気出口の間に配置された空気駆動要素を備えたハウジングを有する携帯用室温制御装置を開示している。空気出口は固定ルーム換気装置の下方、例えば装置が運転するように設計されている台板または対流ヒータに強制空気を供給する。一つの実施形態では，装置は一対のサーモスタットで制御されるモータ駆動ファンを有する。運転時に、装置は換気装置の下方に配置され、ファンにより空気が装置に引き込まれ、ダクトに沿って強制的に移動され、バッフルまたはガイド部材によって突起に導かれるとともに、換気装置を通って上方の出口の外に導かれる。換気装置はその下側に沿って開口し、熱は上方前部に沿ってルーバを通って現れる。他の実施形態では、装置ハウジングはいずれかの側に延びる空気ダクトを備えた拡大中央部を有する。ハウジングの長手方向に走る突起は、ラジエータの下方に延び、一連の上向きのスロット開口が形成されている。このスロット開口は装置の長手方向に直角に配置され、装置と同一の広がりを有する。中央部はモータを収容し、該モータは直角流ブロワ―の駆動要素であり、該ブロワ―はモータのいずれかの側に延びるブレードを有する。
【０００４】
米国特許第４７５４６９７号は、周辺空気を循環させる冷却ファンとして、また換気調節弁（ｒｅｇｉｓｔｅｒ）を通る空気の流れを増加する装置として、使用可能な携帯用ファン装置を開示している。この装置は、ファンインペラと該インペラを駆動する電動モータとを収容するハウジングを有し、該ハウジングは底部空気入口を囲むスカートを有する。従来の電動モータのステータ部は装着板に装着されている。モータのロータ軸はフレキシブルカップリングに突入する端部を有し、当該フレキシブルカップリングは接線ファンインペラの端部に固定されている。
【０００５】
さらなる装置が米国特許第５１８１８８４号および第４５１１７８６号から公知である。
【０００６】
発明の説明
本発明の目的は、その大きさを利用可能な空間に容易に適合させることができる換気装置を提供することである。本発明のさらなる目的は、新しいまたは既存のビルディングに容易に設置することができる一方、ビルディングの部屋の温度を個別に制御することができる換気装置を提供することである。本発明のまたさらなる目的は、部屋で利用可能な空間を最大限利用することができる換気装置を提供することである。本発明の他の目的は、できるだけ小さい空気力学的ノイズを生じる換気装置を提供することである。本発明のさらに他の目的は、製造と設置が容易で安価なビルディング用の換気装置を提供することである。本発明のまたさらに他の目的は、熱交換器として使用することができ、ビルディングの冷却または加熱パイプに容易に装着することができる換気装置を提供することである。
【０００７】
第１の特徴では、本発明は、
回転軸の回りに長手方向に延びる少なくとも２つのインペラであって、該インペラの長さの実質的部分にわたって横方向に周囲から空気を吸引するようにされたインペラと、
該インペラに接続され、前記回転軸の回りに前記インペラを回転させるモータと、
前記各インペラの各端部で該インペラを保持する少なくとも１つの保持部材と、
該保持部材と前記インペラを覆うカバーであって、前記インペラへの空気の流れおよび当該インペラからの空気の流れ許容するための開口が形成され、前記保持部材に接続するコネクタを有するカバーとからなり、
ここで、前記保持部材は前記カバーのコネクタと協働して、前記カバーを接続するようにした換気装置を提供する。
【０００８】
前記保持部材は前記カバーを前記保持部材に解放可能に接続または固定するようにされてもよく、または前記保持部材は前記カバーに固定されてもよい。コネクタは、保持部材をカバーに接続または固定する一つの部品または複数の部品の組合せからなっていてもよい。
【０００９】
したがって、インペラ、カバー、オプションとしての台板、加熱または冷却流体を収容するオプションとしての１または複数のパイプが一体化された装置が設けられている。これは、換気装置を例えば既存のビルディングに容易に設置することができるという有利な効果を有している。さらに、インペラは、例えば清掃目的で容易に取り外すことができるように装着してもよい。本発明の好ましい実施形態では、インペラから出る空気流れをカバー出口に搬送する溝またはパイプを必要としないので、圧力損失が減少し、電力消費が減少するだけでなく、空気力学的ノイズレベルが減少する。さらに、装置の一体的性質により、装置の重量が非常に小さく、装置の設置が容易になる。
【００１０】
各インペラは、該インペラの全長にほぼ沿って延びるブレードを有することが好ましい。各インペラは、第１の横方向に空気をインペラ内に吸い込み、第１の横方向に直角な第２の横方向に空気をインペラから吹き出す。モータは、一連のインペラの一端で、一連のインペラに接続してもよい。この場合インペラはカップリングまたは力伝達アセンブリによって互いに相互接続してもよい。これにより、モータの回転により複数のインペラが回転する。代案として、モータは、２つのインペラの間に配置してもよい。この場合、２つのインペラはさらなるインペラに接続してもよいし、他のインペラに装着してもよい。モータは、適切な回転速度で適切な駆動力を生じる従来の商業的に入手可能な伝動モータでもよい。
【００１１】
前記装置は、加熱または冷却流体を収容するパイプに装着されて、前記インペラと前記パイプを互いに固定位置に保持するようにされてもよい。そして、前記インペラとカバーは、インペラから出て来る空気の流れの実質的な部分がパイプの外面に沿って横方向に流れ周囲の外気に戻るようにされている。装置が２つのパイプ、例えば供給パイプと戻りパイプを保持するようにされている場合、装置は、インペラから出る空気流れの４０−６０％が一方のパイプの回りに流れ，残りが他のパイプの回りに流れるようにされているのが好ましい。
【００１２】
パイプは保持部材により保持されてもよいし、別個のフレームまたはパイプクリップによって保持されてもよい。別個のフレームまたはパイプクリップは保持部材に固定または解放可能な方法で接続されてもよい。
【００１３】
流体を収容するパイプは、熱水源、空気源または蒸気源、例えばビルディングに接続されまたはビルディングに含められた局地加熱源またはセントラルヒーティング源に接続され、またはそれらの一部である熱水パイプ、蒸気パイプまたは熱空気ダクトであってもよい。流体は、水、蒸気または空気、適宜の媒体であってもよい。パイプはその外面に熱伝達を向上するフィンまたはリブを備えていてもよい。
【００１４】
換気装置が冷却目的で使用され、パイプが冷却流体を含む場合、凝縮水を吸収するために吸収層またはパッドが設けられてもよい。この吸収層またはパッドは装置に含まれるドリップトレイに設けられてもよい。ドリップトレイはパイプが非水平方向に延びている場合に特に有益である。吸収層は無機材料の布、例えばセルロース繊維から形成されてもよい。この層は凝縮水滴を当該層の全領域に分散するようにされているのが好ましい。吸収層の代案として、または吸収層に加えて、凝縮水を導く排水パイプを設けてもよい。排水パイプは、凝縮水をパイプに導くための１または複数の開口、例えばパイプの上部に長手方向に延びるスロットを有していてもよい。排水パイプは、保持部材に装着または保持されてもよく、あるいはカバーに装着されてもよいし、その一体部分であってもよい。給水層またはパッド、および／またはドリップトレイから凝縮水を能動的に吸引するために、排水パイプに吸引手段を設けてもよい。
【００１５】
保持部材は、鋼、アルミニウム若しくは被覆アルミニウムのような他の金属、
プラスチック材料から形成されてもよいし、例えばビルディングの壁または床に対して強固に固定されるようにしてもよい。パイプのために穴または水を有していてもよいし、インペラのためにベアリングを有していてもよい。保持部材は、インペラおよび／またはパイプ、任意の可能なオプションの流体用戻りパイプから容易に取り外すことができるように設計されるのが好ましい。パイプまたはインペラ用のベアリングを保持する溝は、その周縁の一部でパイプまたはインペラベアリングを囲む弾性クリップとして作られてもよい。代案としてまたは追加として、保持部材は、インペラベアリングまたはパイプを受け入れ保持するための貫通穴を設けてもよい。保持部材は、１つのインペラのみを保持するようにされてもよいし、２つのインペラを端と端を接合して保持するようにされてもよい。好ましくは、各インペラはその両端で保持部材により支持されてもよい。各保持部材は、部屋の２つの壁の間の遷移部、壁と床の遷移部、または壁と天井の遷移部に取り付けるようにしてもよい。台板を設けて、この台板に保持部材を装着しまたは接続してもよい。
【００１６】
熱伝達は、装置により生じるノイズを考慮すると、従来の装置に比べて、比較的高い。換気装置の典型的な適用では、熱交換器として使用される場合、インペラ速度が１０００−２０００ｒｐｍ好ましくは約１５００ｒｐｍで、大気と流体の温度差が３０−４０℃好ましくは約３５℃で、供給パイプと戻り流れパイプのような２つのパイプを備えるとき、熱交換は２００−４００ワット毎メータ好ましくは約３００ワット毎メータである。
【００１７】
好ましくは、インペラおよびそのベアリングは、該インペラおよびそのベアリングから生じる機械的および空気力学的ノイズが装置から１メートルの距離で人間の耳に聴き取れないように構成され、すなわちノイズは２０ｄＢ（Ａ）以下であることが好ましい。これより高いノイズレベルが許容できる場合、例えばコンピュータの通風機により生じるノイズにより前述のノイズレベルの約２倍のノイズレベルが許容できる例えばオフィスビルディングでは、伝達効果は、前述した環境で４００−８００ワット毎メートル、好ましくは６００ワット毎メートルのように高くてもよい。
【００１８】
カバーは、アルミニウム、鋼、鋼合金のような金属から作られてもよいし、プラスチック材料から作られてもよい。カバーは、空気を進入させ、インペラを通過させるための１または複数の開口を有していてもよい。開口はルーバとして形成されてもよい。カバーは、ビルディングの壁または床に固定され、着脱可能に装着されてもよいし、保持部材に固定され、着脱可能に装着され、例えば回動可能に接続されてもよい。カバーは、その全長に沿って延びる９０°の曲がりを備えた板として形成されてもよい。カバーは、保持部材の対応する１または複数の溝と係合する突起またはカラー部を設けてもよい。カバーは、２組の開口を有していてもよく、１つの組はカバーの一方の面に設けられて空気を第１の横方向にインペラに進入させ、他の組は他方の面に設けられて空気を第１の横方向にインペラから逃れさせまたは出させる。換気装置の長手方向の大きさが利用可能なカバーの長さより大きい場合、複数のカバーを直列に配置してもよい。
【００１９】
換気装置は新しいビルディングでも既存のビルディングでも組立てて設置するのが容易である一方、換気装置の長さはインペラと保持部材の数を変更してカバーの長さを調整することにより容易に変更することができることが分かるであろう。保持部材によりパイプとインペラが一体であることにより、本発明はコンパクトなデザインにすることができる一方、換気装置は冷却または加熱源に接続されるパイプより外部の他の装置の存在に依存しない。したがって、本発明による換気装置は取扱いが柔軟で容易である。
【００２０】
パイプは流体の供給管を構成するのが好ましい。換気装置は、パイプまたは供給パイプに加えて、流体の戻りパイプを有していてもよい。この場合、装置はインペラと供給パイプに関して戻りパイプを保持するようにされてもよい。保持部材は、インペラと供給パイプに関して戻りパイプを固定位置に保持してもよい。パイプまたは供給パイプはフィン付パイプとからなっていてもよい。好ましくは、インペラとカバーのほか換気装置に含まれるバッフルやガイド部材は、インペラから出る流れの大部分好ましくは全体の流れが供給管を通って流れるように設計される。流れをガイドする長手方向に延びるバッフルは、カバーの内側に装着されるのが好ましい。バッフルやガイド部材は、空気力学的ノイズを最小にするように設計されるのが好ましく、また断熱材料で被覆されまたは作られてもよい。バッフルまたはガイド部材は別個の要素であってもよいし、代案としてはカバーの一体部分であってもよい。バッフルヤガイド部材が別個の要素である場合、例えばクリップ機構によりパイプに装着するようにしてもよい。バッフルまたはガイド部材がカバーと一体である場合、カバーとバッフル／ガイドは、例えば成形または押出しにより１ピースで作られてもよいし、プラスチック材料から作られてもよい。
【００２１】
加熱目的では、供給管は周囲空気の温度より高い温度であるが、冷却目的では、供給管の流体は周囲空気の温度より低い温度である。カバーは、好ましくはパイプとインペラに対向する内面は、断熱材料で被覆し、または断熱材料を設けて、インペラが動作していないときにパイプと周囲空気の間の熱交換量を最小化するようにしてもよい。
【００２２】
複数のインペラを共通の軸に直列に装着し、モータをその直列の一端に配置してもよい。代案として、モータは直列の２つのインペラの間に配置してもよい。
１以上のモータを換気装置に設けてもよい。
【００２３】
各保持部材は、インペラのベアリング構造を有し、該ベアリング構造によりインペラを保持するのが好ましい。ベアリングはボールベアリングまたはローラーベアリングからなり、ニードルベアリング、スリーブベアリング、ジャーナルベアリングを含む。好ましくは、ボールベアリングまたはローラーベアリングの外面に接触するベアリングブロックが設けられ、該ベアリングブロックは保持部材の穴または溝に嵌合される。ベアリングブロックは、鋼、亜鉛、真鍮等の金属のような重くて安価な材料から作られるのが好ましく、振動を緩衝するのに役立つものでもよい。ベアリングは、インペラの振動を緩衝し、インペラおよび関連可動部品により生じる機械的ノイズを緩衝し、および／または可動部品の寿命を延長するようにしてもよい。振動を緩衝するために、ベアリングブロックと保持部材の穴または溝との間に弾性リングを取り付けてもよい。
【００２４】
１つのインペラから他のインペラに回転を伝達するために、カラー部材が設けられてもよく、このカラー部材はその一方の側にカラー部を有し、該カラー部にインペラの１端部が嵌合される。カラー部材はベアリングを貫通して延びる軸の一端に装着されてもよい。軸の他端には、さらなるカラー部材が装着され、このカラー部材はさらなるインペラと係合する。好ましくは、カラー部材のカラー部は、インペラの両端の外周縁に設けられたリング形状の部材と係合している。インペラの各カラー部材と、該カラー部材が装着されている軸とにより、１つのインペラから他のインペラに回転が伝達される。またカラー部材は振動を緩衝するようにされてもよい。好ましくは、カラー部材は弾性材料から作られる。これにより、例えば清掃目的でインペラを容易に取り外すことができる。
【００２５】
好ましくは、弾性リングは、弾性カラー部材が作られた材料より軟らかい材料から作られる。弾性リングはポロン（ｐｏｒｏｎ）のような軟質ゴム材料から作られてもよい。カラー部材は、シリコンのようなより硬いゴム材料から形成されてもよいし、ポリエチレンのようなプラスチックから例えば射出成形により形成されてもよい。
【００２６】
換気装置による熱交換量を制御し、これにより例えば換気装置が設置されている部屋の温度を制御するために、周囲温度を測定し、該周囲温度に応答してインペラの回転速度を制御するサーモスタットを設けてもよい。
【００２７】
第２の特徴では、本発明は、
回転軸の回りに長手方向に延びる少なくとも２つのインペラであって、該インペラの長さの実質的部分にわたって横方向に周囲から空気を吸引するようにされたインペラと、
該インペラのうち第１のインペラに接続され、前記回転軸の回りに前記インペラを回転させるモータと、
該モータの駆動力を前記第１のインペラから他のインペラに伝達する少なくとも１つのカップリングとを有する換気装置に関する。
【００２８】
したがって、複数のモータを駆動するのに１つのモータだけでよく、換気装置の使用に必要なモータの数が減少する。２、３、４、５、６またはそれ以上のインペラ、例えば７、８、９、１０またはそれ以上のインペラを駆動するのに１つのモータだけが必要であり、１つのモータに１つの電源だけが必要である。装置を製造し、設置し、運転する費用は、多くのモータを必要とする場合よりも少なく、装置の設置が容易になる。さらに、装置の全長またはほぼ全長はインペラに占有されるので、装置へのまたは装置からの空気の流れは、装置の長さに亘って均一に分布する。
【００２９】
モータは第１インペラの一端部に設け、カップリングはモータが接続されている端部と反対側の端部に設けてもよい。したがって、駆動力は第１インペラの一端部に付与され、該第１インペラの反対側の端部において、第１インペラから第２インペラに伝達される。カップリングは、１または複数の部品からなるように作られてもよく、当該部品は第１および／または第２インペラの外縁と係合し、第１インペラから第２インペラに駆動力を伝達する。付加としてまたは代案として、カップリングは、第１インペラと第２インペラを相互接続する軸を有していてもよいし、または摩擦カップリングを有していてもよい。この摩擦カップリングは、例えば、第１インペラの端部のディスクが第２インペラの端部の他のディスクと強制摩擦係合するようなカップリングや、２つのインペラが電磁力により相互に強制係合する部品を有するようなカップリングである。
【００３０】
本発明の第１の特徴による装置に関連して前述したように、カップリングは第１インペラの端部が嵌合するカラー部を有するカラー部材からなっていてもよい。カラー部材はベアリングを貫通して延びる軸の一端に装着してもよく、また軸の他端にさらなるカラー部材を設けてもよい。このさらなるカラー部材は、第２インペラと係合し、一方のインペラから他方のインペラに回転を伝達する。
【００３１】
インペラを保持するために、各インペラの各端部に少なくとも１つの保持部材を設けてもよい。装置は保持部材とインペラを覆うためのカバーをさらに有していてもよい。このカバーはインペラへのまたはインペラからの空気の流れを許容する開口が形成されている。
【００３２】
本発明の第１の特徴の装置に関連して前述した幾つかのまたは全ての特徴、部品、特徴および機能は、本発明の第２の特徴による装置にも組み入れられてもよい。
【００３３】
第３の特徴では、本発明は、加熱または冷却パイプを有するか、またはこれらの加熱または冷却パイプに装着される本発明の換気装置を運転する方法に関する。この方法は、自然対流と対向する対流を達成するようにインペラを運転することにより、自然対流による熱伝達を打ち消すことからなる。このような方法は熱伝達が望まれない場合に適用されてもよい。自然対流は加熱または冷却流体を収容するパイプにより通常付与されるので、ある量の熱が自然対流、すなわち、インペラから出る空気の流れにより付与されない対流により伝達される。このような自然対流は、該自然対流と対向する対流を達成するようにインペラを運転することにより打ち消され、または除去される。
【００３４】
本発明の全ての特徴では、インペラは電子的に制御され、例えば温度計に動作可能に接続されてもよい。インペラの回転速度は、別個のまたは連続した方法で制御されてもよい。インペラの回転速度を制御する制御システムは、パルス幅変調（ｐｗｍ）制御システムのようなそれ自体公知の商業的に入手可能なシステムであってもよい。
【００３５】
さらなる特徴では、本発明は、複数の部屋と、本発明の第１の特徴による少なくとも１つの換気装置と、オプションとして加熱または冷却流体を収容し、少なくとも２つの部屋の間に延びている少なくとも１つのパイプとらなるビルディングに関する。好ましくは、モータとサーモスタットが各部屋に設けられ、各サーモスタットは、関連するモータの回転速度を制御し、各部屋の温度を個別に制御するようにされている。カバーは、２つの部屋の壁または水平仕切りの遷移部（ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ）で中断（ｉｎｔｅｒｒｕｐｔ）されてもよい。
【００３６】
パイプは、２つの部屋の間で同一レベルで延びていてもよいし、垂直方向、例えば異なるレベルにある２つの部屋の間に延びていてもよい。同様に、１つのモータが複数の部屋の複数のインペラを駆動してもよく、ここで２つまたはそれ以上の部屋のインペラは本発明の第１および第２の特徴に関して前述したカップリングにより相互に接続される。
【００３７】
本発明の装置またはビルディングの有益な効果は、加熱または冷却流体の流れを制御するバルブが必要ないことである。これによりパイプの流れ抵抗が減少し、パイプを通る流体を移送するのに必要な電力量が減少する。さらに、ビルディングの異なる部屋への加熱または冷却流体の流れの独立した制御が不要である。
【００３８】
装置が冷却装置として使用される場合、冷却流体を収容するパイプは地面に２−１０メートル延びていてもよく、これにより約１０−１２℃の冷却流体すなわち水の温度を付与することができる。
【００３９】
本発明はさらに少なくとも１つのパイプを固定状態に保持する装着部材に関する。パイプは長手方向に延び、装着部材は、該装着部材に対して直角方向にパイプを固定し、該装着部材に対してパイプを解放可能に固定するようにされている。装着部材は開口面を有し、該開口面を通してパイプは装着部材とパイプの間の相対移動により装着部材に直角方向に挿入することができる。装着部材は、少なくとも２つのパイプを固定状態に保持するようにされてもよい。
【００４０】
装着部材に装着されると、２つのパイプは横方向に延びる直線に沿って配置されてもよい。装着部材は、直線の端部で開口面を有しているのが好ましい。この開口面を通して、パイプは装着部材に挿入される。
【００４１】
装着部材は、クリップによりパイプと係合するようにしてもよい。装着部材はさらにインペラをパイプに対して固定関係に保持するようにしてもよい。例えば穴がインペラを保持する装着部材を貫通する。装着部材は本発明の題１と第２の特徴による換気装置に含められてもよい。
【００４２】
さらなる特徴では、本発明は、
少なくとも２つの部屋と、
第１の部屋から第２の部屋に延びる加熱または冷却パイプと、
前記パイプの近傍に各部屋に配置され、前記パイプを横切る空気の流れを生じるようにされた換気装置と、
各換気装置の運転を制御し、前記空気流れの空気流量により前記パイプからその周囲への熱伝達量を変化させる制御システムとからなるビルディングに関する。
【００４３】
加熱または冷却パイプは、該パイプ内の加熱または冷却流体の流量を制御するバルブを必要とすることなく、複数の部屋の間に延びていてもよい。部屋の温度は例えば、換気装置により受ける空気流量の変化、および供給パイプ温度すなわち加熱または冷却流体の温度の変化により変化させてもよい。パイプ内の流量を変化させる中央バルブを設けてもよい。１または複数のサーモスタット（ｔｈｅｒｍｏｓｔａｔ）を部屋に設けてもよく、例えば各部屋に１つのサーモスタットを設けてもよい。制御システムは、各サーモスタットからの信号に従って、換気装置の空気流量、中央バルブ、および／または供給パイプ温度を変化させてもよい。各部屋の別個の供給および／または流出パイプシステムは必要でないので、ビルディングの加熱および／または冷却システムの設置が容易になり、ビルディングを建設するコストが低減する。１または複数の換気装置は、本発明の第１および第２の特徴による換気装置であってもよく、この場合、空気の流量はインペラの回転速度を変化させることにより変化されてもよい。１以上のパイプを設けてもよい。上記利点、特徴および特色は、以下に説明するシステムおよび方法にも適用される。
【００４４】
また、本発明は、部屋間に加熱または冷却パイプを有し、ビルディングの少なくとも２つの部屋の温度を変化させるシステムにおいて、
前記パイプの近傍で各部屋に配置され、前記パイプを横切る空気の流れを生じさせるようにされた複数の換気装置と、
各換気装置の運転を制御し、前記空気流れの空気流量により前記パイプからその周囲への熱伝達量を変化させる制御システムとからなるシステムに関する。
【００４５】
さらに、本発明は、少なくとも２つの部屋を有し、加熱または冷却パイプが第１の部屋から第２の部屋へ延び、前記パイプの近傍で各部屋に換気装置が配置されたビルディングで冷却または加熱パイプからの熱伝達量を制御する方法において、
前記換気装置を運転して前記パイプを横切る空気の流れを生じさせ、
前記換気装置を運転して前記空気流れの空気流量、前記パイプからの熱伝達量を変化させる方法に関する。
【００４６】
発明の実施形態の説明
以下に説明する全ての実施形態は、本発明の第１と第２の特徴による換気装置の実施形態である。図１は、換気装置１の一部の部分破断図である。換気装置１はインペラ２を有し、加熱または冷却流体のための供給パイプ３および戻りパイプ４に搭載されている。換気装置は、インペラ２とパイプ３，４を互いに固定位置に保持する保持部材５を有する。保持部材５は２つのインペラ２とその付随ベアリングを受け入れて保持する貫通穴５´を有する。パイプ３と４を保持するクリップ５”が設けられている。２組のルーバ６´と６”を備えたカバー６が設けられている。図２はカバーをパイプから離れるように回動した図１の換気装置を示す。カバーは保持部材７の対応する溝７と係合する曲がり部またはフック９を有している。曲がり部またはフック９とその対応する溝７は、固定手段およびヒンジとして機能するようになっている。保持手段５は壁、床または架台１７に搭載されてもよい。図２，３および９に示すように、カバーは２方向に回動可能であり、２つの側からパイプおよびインペラへのアクセスが可能である。
【００４７】
図４と５は、インペラのベアリング構造を示す。ベアリング構造は、インペラ２の回転軸と同軸に延びる軸１０に取り付けられた２つのボールベアリング１１を有する。ベアリングブロック１３の両端には、ボールベアリング１を受け入れる凹部または切欠きが設けられている。ボールベアリング１１をプリロードするためのスプリング１２が設けられ、ベアリングにより生じるノイズを除去するようになっている。ボールベアリング１１は軸１０に強固に固着され、少なくともスプリング１２に隣接するボールベアリングはベアリングブロック１３に緩く固着されている。スプリング１２は一方のボールベアリング１１のアウターリングに力を付与し、軸１０に力を付与し、これに他のボールベアリングのインナーリングに力を付与する。
【００４８】
保持部材５の各側に２つのゴムリング１４が設けられ、保持部材５に対してベアリングブロック１３を固定し振動を吸収するようになっている。軸１０に対してインペラ２を適所に保持するために、またインペラ２と軸１０の間の運動を伝動するために、弾性カラー部材またはクラッチ１５が設けられている。クラッチ１５は。軸１０が貫通して延びる中央の貫通穴または盲穴１５´と、インペラ２の環状駆動部材２´の回りに嵌合するカラー部１５”とを有している。カラー部材またはクラッチ１５は、軸１０とともに、一方のインペラから他方のインペラに回転を伝達するように機能するとともに、インペラを例えば清掃するために容易に除去することができる。
【００４９】
インペラ２は、図６に示すように、モータ１６によって駆動される。モータ１６は出力軸１６´を有し、該出力軸は図５に関して前述したのと同じ方法でインペラ２の環状駆動部材２´に接続されている。
【００５０】
図７は、本発明によるビルディングの床２０を示す図である。床は、複数の部屋２１を有し、各部屋には本発明による複数の換気装置１が備えられている。熱水または蒸気の供給パイプは２２で床に入り、２３で床を出る。各部屋では、換気装置１のモータ１６は、該モータの移動速度および部屋の換気装置により交換される熱量を制御するサーモスタット２４に接続されている。
【００５１】
図８は、インペラ２からパイプ３と４の回りに現れるガイド部材１８を備えた本発明による換気装置の断面図である。好ましくは、ガイドは、空気の４０−６０％が供給パイプ３の上方の開口を通り、残りの空気が供給パイプ４の上方の開口を通るように形成されている。
【００５２】
図９は、フック９により溝７の回りに回動するカバーを示す換気装置の２つの断面図である。このように設けられた２つのヒンジは同一であり、これによりカバーは２つの側に開放することができる。ヒンジとして機能する一方、溝７とフック９はカバーを保持手段に対して固定状態に固定するロックとして機能する。
【００５３】
図１０は、換気装置の第２実施形態の断面図であり、インペラ２、パイプ３および４は互いの上に配置され、保持部材５は対応する形状を有している。図１１は第３実施形態をの断面図であり、パイプ３および４は互いの上に配置され、インペラ２はパイプ４に隣接して側方に配置されている。図１２は図１１の装置の断面図であり、換気装置が冷却に使用される場合に例えば凝縮水を吸収する吸収層１９を備えている。
【００５４】
図１３は、本発明による保持部材５ｃを組み込んだ換気装置の第４実施形態の断面図である。この装置は、保持部材５ｃからなり、壁２１と該壁に沿って延びるケーブル管（ｃａｂｌｅ ｔｒｕｎｋｉｎｇ）２０の間に装着されている。ケーブル管２０は電力ケーブルやコンピュータネットワークケーブルのようなケーブルを保持するようになっている。供給パイプ３と戻りパイプ４は互いの上に配置され、インペラ２はこれらのパイプの一方の側に配置されている。パイプ３、４およびインペラ２は保持部材５ｃによって保持され、該保持部材は前述した図に関した説明したのと同じ方法でカバー６を保持するようになっている。図１３では、インペラ２は図の右手側の環境から空気を吸引し、パイプ３と４に吹き付けるようになっている。空気は換気装置から図１３において上方に出る。保持部材５ｃはネジによりケーブル管２０に取り付けてもよいし、ケーブル管２０を保持する台板に取り付けてもよい。ルーバを備えたカバーは換気装置の頂部に設けるのが好ましい。保持部材５ｃは本発明の第３の特徴による装着部材であってもよい。
【００５５】
図１４は、本発明による換気装置の第５実施形態の図であり、ここでインペラ２を保持する保持部材５は、カバー６に固定されまたは一体化されている。フレーム２５は、パイプ３と４を保持するために設けられている。フレーム２５と保持部材は台板または装着板１７によって保持され、装着板１７は例えば窓の敷居、ビルディングの部屋のケーブル管に取り付けてもよいし、ビルディングの２つの壁の接合部または壁の任意の位置に直立して取り付けてもよい。
【００５６】
図１５は、本発明による換気装置の第６実施形態の図である。換気装置は直立方向に延びる２つのフィン付パイプ３´と４´に取り付けられている。保持部材５は環状部材２７によってフィン付きパイプを保持し、環状部材の上にはフィン付パイプのフィンが載置されている。代案として、環状環状部材２７はフィン付パイプ３´と４´に圧入され、または当該フィン付パイプ３´と４´に固定されてもよい。好ましくは、環状部材２７は保持部材にスライド可能に取り付けて、熱膨張によるパイプ３，４と保持部材５の間の相対移動を許容するようにしてもよい。吸収パッド１９を備えたドリップトレイ２８が設けられている。ドリップトレイ２８からの凝縮水を排水するために排水パイプ２９が設けられている。排水パイプ２９にアンダープレッシャー（ｕｎｄｅｒｐｒｅｓｓｕｒｅ）を設けて、ドリップトレイ２８からの凝縮水を吸引するようにしてもよい。
【００５７】
図１６の実施形態では、換気装置は小穴または溝７を備えた台板または装着板１７を有し、該小穴または溝７によりカバー６は台板または装着板１７に取り付けられている。２つの多孔板３１がカバー６にスライド可能に受け入れられている。これにより、２つの多孔板３１の小孔はカバー６の大孔（不図示）と重ね合わされている。さらに、装飾面３２と、インペラ５のベアリングブロックを支持するベアリングブロッククリップ３３とがカバー６にスライド可能に受け入れられている。図１７に示すように、台板１７の少なくとも１つの小穴または溝７は、旋回軸として機能してもよく、該旋回軸の回りに回動することでカバーを少なくとも部分的に取り外すことができる。旋回軸を支持するために旋回クリップ３４が設けられている。小穴または溝７は、実質的に装置の全長の沿って延びていてもよく、これに対し換気装置の長さより実質的に短い長さを有する複数の旋回クリップ３４は、装置の長さに亘って分布されていてもよい。パイプ３と４はパイプ保持クリップ３５によって保持され、これによりパイプ保持クリップにクリップすることでパイプ３と４を取り付けることができる。パイプ保持クリップ３５は本発明第３の特徴による装着部材であってもよい。
【００５８】
本発明の全ての実施形態では、カバー６と台板１７はアルミニウム押し出しで形成してもよいし、プラスチックで形成してもよい。カバー６が押し出される場合、開口は押し抜きで形成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による換気装置の一部の部分破断図である。
【図２】カバーをパイプから一方の側に回動した開放状態の図１の換気装置を示す。
【図３】カバーをパイプから他方の側に回動した開放状態の図１および図２の換気装置を示す。
【図４】インペラのベアリング構造の分解図である。
【図５】図４のベアリング構造の断面図を示す。
【図６】保持部材とインペラに対するモータの搭載を示す。
【図７】本発明によるビルディングの床を示す概略図である。
【図８】本発明による換気装置の断面図である。
【図９】本発明による換気装置の２つの断面図からなる。
【図１０】換気装置の第２実施形態の断面図である。
【図１１】換気装置の第３実施形態の断面図である。
【図１２】吸収層を備えた図１１の装置の断面図である。
【図１３】本発明による保持部材を組み込んだ換気装置の第４実施形態の断面図である。
【図１４】本発明による換気装置の第５実施形態の図である。
【図１５】本発明による換気装置の第６実施形態の図である。
【図１６】本発明による換気装置の第７実施形態の図である。
【図１７】部分的に取り外されたカバーを備えた図１６の換気装置の図である。
【符号の説明】
１ 換気装置
２ インペラ
３ 供給パイプ
４ 戻りパイプ
５ 保持部材
６ カバー

Claims (78)

1. 回転軸の回りに長手方向に延びる少なくとも２つのインペラであって、該インペラの長さの実質的部分にわたって横方向に周囲から空気を吸引するようにされたインペラと、
   該インペラに接続され、前記回転軸の回りに前記インペラを回転させるモータと、
   前記各インペラの各端部で該インペラを保持する少なくとも１つの保持部材と、
   該保持部材と前記インペラを覆うカバーであって、前記インペラへの空気の流れおよび当該インペラからの空気の流れを許容するために開口が形成され、前記保持部材に接続するコネクタを有するカバーとからなり、
   ここで、前記保持部材は前記カバーのコネクタと協働して、前記カバーを接続するようにした換気装置。
2. 前記保持部材は前記カバーを解放可能に接続するようにされている請求項１に記載の換気装置。
3. 前記保持部材は前記カバーに固定されている請求項１に記載の換気装置。
4. 複数のインペラが直列に取り付けられ、前記モータはその列の端部に配置され、インペラは相互にカップリングによって相互接続されている請求項１−３のいずれかに記載の換気装置。
5. 複数のインペラが直列に取り付けられ、前記モータは直列の２つのインペラの間に配置されている請求項１−３のいずれかに記載の換気装置。
6. 前記保持部材の各々は、ベアリングを有し、該ベアリングによって前記インペラを保持する請求項１−５のいずれかに記載の換気装置。
7. 前記ベアリングは、少なくとも２つのボール、ニードル、スリーブ、またはローラベアリング、およびベアリングの外面に接触するベアリングブロックからなり、前記ベアリングブロックは前記保持部材の穴または凹部に嵌合している請求項６に記載の換気装置。
8. 前記ベアリングはインペラの振動を緩衝するようにされている請求項６または７に記載の換気装置。
9. 前記ベアリングは、前記ベアリングと前記保持部材の穴または溝との間に装着された弾性リングを有する請求項６−８のいずれかに記載の換気装置。
10. 前記ベアリングはインペラの振動を緩衝するようにされている請求項６−９のいずれかに記載の換気装置。
11. インペラの端部が嵌合するカラー部を有するカラー部材をさらに有し、該カラー部材は前記ベアリングを貫通して延びる軸の一端に装着され、該軸の他端にさらなるカラー部材がオプションとして設けられ、該さらなるカラー部材はさらなるインペラと係合し、一方のインペラから他方のインペラへ回転を伝達する請求項４−１０のいずれかに記載の換気装置。
12. 前記弾性リングが形成されている材料は、弾性カラー部材が形成されている材料より柔らかい請求項９または１１に記載の換気装置。
13. 周囲温度を測定し、該周囲温度に応答して前記インペラの回転速度を制御するサーモスタットをさらに有する請求項１−１２のいずれかに記載の換気装置。
14. 加熱または冷却流体を収容するパイプに装着され、前記インペラと前記パイプを互いに固定位置に保持するようにされ、
    前記インペラとカバーは、前記インペラから出て来る空気の流れの実質的な部分が前記パイプの外面に沿って横方向に流れ周囲の外気に戻るようにされている請求項１−１３のいずれかに記載の換気装置。
15. 前記保持部材は前記パイプに装着され、前記インペラと前記パイプを互いに固定位置に保持するようにされている請求項１４に記載の換気装置。
16. 前記パイプは流体の供給パイプを構成し、前記換気装置はさらに流体の戻りパイプを有する請求項１４または１５に記載の換気装置。
17. 前記保持部材は前記戻りパイプを前記インペラおよび前記供給パイプに関して固定位置に保持するようにされている請求項１６に記載の換気装置。
18. 前記パイプまたは戻りパイプはフィン付パイプからなる請求項１４−１７のいずれかに記載の換気装置。
19. 前記供給パイプ内の流体は周囲空気より高温である請求項１４−１８のいずれかに記載の換気装置。
20. 前記供給パイプ内の流体は周囲空気より低温である請求項１４−１８のいずれかに記載の換気装置。
21. 凝縮水を吸収するために吸収層が設けられている請求項２０に記載の換気装置。
22. 前記装置に設けられたドリップトレイに吸収層が設けられている請求項２１に記載の換気装置。
23. 凝縮水を導くための排水パイプと、凝縮水をパイプに移動させる少なくとも１つの開口とをさらに有する請求項２０−２２のいずれかに記載の換気装置。
24. 前記排水パイプの圧力は大気圧より低く、凝縮水を吸引して排水することができる請求項２３に記載の換気装置。
25. 前記少なくとも１つの開口は前記排水パイプの上部で長手方向に延びるスロットを有する請求項２３または２４に記載の換気装置。
26. 前記排水パイプは前記保持部材に取り付けられ、または保持されている請求項２３−２５のいずれかに記載の換気装置。
27. 前記排水パイプは前記カバーまたは台板の一体部分に取り付けられている請求項２３−２５のいずれかに記載の換気装置。
28. 前記カバーはガイドを有し、前記インペラから出る空気の流れが前記パイプの外面に沿って流れるようにされている請求項１−２７のいずれかに記載の換気装置。
29. 前記ガイドは断熱材料で被覆され、または断熱材料から形成されている請求項２８に記載の換気装置。
30. 回転軸の回りに長手方向に延びる少なくとも２つのインペラであって、該インペラの長さの実質的部分にわたって横方向に周囲から空気を吸引するようにされたインペラと、
    該インペラのうち第１のインペラに接続され、前記回転軸の回りに前記インペラを回転させるモータと、
    該モータの駆動力を前記第１のインペラから他のインペラに伝達する少なくとも１つのカップリングとを有する換気装置。
31. 前記各インペラの各端部で該インペラを保持する少なくとも１つの保持部材をさらに有する請求項３０に記載の換気装置。
32. 前記保持部材と前記インペラを覆うカバーであって、前記インペラへの空気の流れおよび当該インペラからの空気の流れ許容するための開口が形成されたカバーをさらに有する請求項３１に記載の換気装置。
33. 前記カバーは該カバーを前記保持部材に接続するコネクタを有し、ここで、前記保持部材は前記カバーのコネクタと協働して、前記カバーを接続するようにした請求項３２に記載の換気装置。
34. 前記保持部材は前記カバーを解放可能に接続するようにされている請求項３１−３３のいずれかに記載の換気装置。
35. 前記保持部材は前記カバーに固定されている請求項３１−３３のいずれかに記載の換気装置。
36. 複数のインペラが直列に取り付けられ、前記モータは直列の２つのインペラの間に配置されている請求項３０−３５のいずれかに記載の換気装置。
37. 前記保持部材の各々は、ベアリングを有し、該ベアリングによって前記インペラを保持する請求項３１−３６のいずれかに記載の換気装置。
38. 前記ベアリングは、少なくとも２つのボール、ニードル、
    スリーブ、またはローラベアリング、およびベアリングの外面に接触するベアリングブロックからなり、前記ベアリングブロックは前記保持部材の穴または凹部に嵌合している請求項３７に記載の換気装置。
39. 前記ベアリングはインペラの振動を緩衝するようにされている請求項３７または３８に記載の換気装置。
40. 前記ベアリングは、前記ベアリングと前記保持部材の穴または溝との間に装着された弾性リングを有する請求項３７−３９のいずれかに記載の換気装置。
41. 前記ベアリングはインペラの振動を緩衝するようにされている請求項３７−４０のいずれかに記載の換気装置。
42. インペラの端部が嵌合するカラー部を有するカラー部材をさらに有し、該カラー部材は前記ベアリングを貫通して延びる軸の一端に装着され、該軸の他端にさらなるカラー部材がオプションとして設けられ、該さらなるカラー部材はさらなるインペラと係合し、一方のインペラから他方のインペラへ回転を伝達する請求項３７−４１のいずれかに記載の換気装置。
43. 前記弾性リングが形成されている材料は、弾性カラー部材が形成されている材料より柔らかい請求項４０または４２に記載の換気装置。
44. 周囲温度を測定し、該周囲温度に応答して前記インペラの回転速度を制御するサーモスタットをさらに有する請求項３０−３３のいずれかに記載の換気装置。
45. 加熱または冷却流体を収容するパイプに装着され、前記インペラと前記パイプを互いに固定位置に保持するようにされ、
    前記インペラとカバーは、前記インペラから出て来る空気の流れの実質的な部分が前記パイプの外面に沿って横方向に流れ周囲の外気に戻るようにされている請求項３０−４４のいずれかに記載の換気装置。
46. 前記保持部材は前記パイプに装着され、前記インペラと前記パイプを互いに固定位置に保持するようにされている請求項４５に記載の換気装置。
47. 前記パイプは流体の供給パイプを構成し、前記換気装置はさらに流体の戻りパイプを有する請求項４５または４６に記載の換気装置。
48. 前記保持部材は前記戻りパイプを前記インペラおよび前記供給パイプに関して固定位置に保持するようにされている請求項４７に記載の換気装置。
49. 前記パイプまたは戻りパイプはフィン付パイプからなる請求項４５−４８のいずれかに記載の換気装置。
50. 前記供給パイプ内の流体は周囲空気より高温である請求項４５−４９のいずれかに記載の換気装置。
51. 前記供給パイプ内の流体は周囲空気より低温である請求項４５−４９のいずれかに記載の換気装置。
52. 凝縮水を吸収するために吸収層が設けられている請求項５１に記載の換気装置。
53. 前記装置に設けられたドリップトレイに吸収層が設けられている請求項５２に記載の換気装置。
54. 凝縮水を導くための排水パイプと、凝縮水をパイプに移動させる少なくとも１つの開口とをさらに有する請求項５１−５３のいずれかに記載の換気装置。
55. 前記排水パイプの圧力は大気圧より低く、凝縮水を吸引して排水することができる請求項５４に記載の換気装置。
56. 前記少なくとも１つの開口は前記排水パイプの上部で長手方向に延びるスロットを有する請求項５４または５５に記載の換気装置。
57. 前記排水パイプは前記保持部材に取り付けられ、または保持されている請求項５４−５６のいずれかに記載の換気装置。
58. 前記排水パイプは前記カバーまたは台板の一体部分に取り付けられている請求項５４−５６のいずれかに記載の換気装置。
59. 前記カバーはガイドを有し、前記インペラから出る空気の流れが前記パイプの外面に沿って流れるようにされている請求項３２−５８のいずれかに記載の換気装置。
60. 前記ガイドは断熱材料で被覆され、または断熱材料から形成されている請求項５９に記載の換気装置。
61. 前記パイプの少なくとも１つがクリップにより取り付けられる装着部材をさらに有する請求項１４−２９のいずれかまたは請求項４５−６１のいずれかに記載の換気装置。
62. 請求項１−１９のいずれかに記載の少なくとも１つの換気装置、および／または請求項３０−６１のいずれかに記載の換気装置を有するビルディング。
63. 加熱または冷却流体を含むパイプをさらに有し、該パイプはビルディングの少なくとも２つの部屋の間に延びている請求項６２に記載のビルディング。
64. モータとサーモスタットが少なくとも１つの部屋に設けられ、サーモスタットは関連するモータの回転速度を制御し、部屋の温度を制御するようにされている請求項６２または６３に記載のビルディング。
65. 前記パイプは２つの部屋の間に同一レベルで延びている請求項６３または６４に記載のビルディング。
66. 前記パイプの少なくとも１つは、直立方向に延びている請求項６２−６５のいずれかに記載のビルディング。
67. 前記パイプは部屋の間を異なるレベルで延びている請求項６６に記載のビルディング。
68. 前記パイプの少なくとも一部は、地面と当該パイプ内の流体との間の熱交換を授与するように、地下に延びている請求項６２−６７のいずれかに記載のビルディング。
69. 請求項１４−２９のいずれかに記載の換気装置または請求項４５−６１のいずれかに記載の換気装置を運転する方法において、
    自然対流と反対の対流を達成するようにインペラを駆動することにより、自然対流による熱伝達を妨げることからなる換気装置の運転方法。
70. 少なくとも１つのパイプを固定位置に保持する装着部材において、
    前記パイプは長手方向に延び、
    前記装着部材は前記パイプを当該装着部材に対して横方向に固定し、また前記パイプを当該装着部材に対して解放可能に固定するようにされ、
    前記装着部材は開口面を有し、該開口面を通して、前記装着部材と前記パイプの間の相対移動により横方向に前記パイプを装着部材に挿入することができる装着部材。
71. 前記装着部材は少なくとも２つのパイプを固定位置に保持するようにされている請求項７０に記載の装着部材。
72. 前記装着部材に装着されたときに２つのパイプは横方向に延びる直線に沿って配置され、
    前記装着部材は直線の一端に開口面を有し、該開口面を通ってパイプを装着部材に挿入することができる請求項７１に記載の装着部材。
73. 前記装着部材は前記パイプにクリップにより係合するようにされている請求項７０−７３のいずれかに記載の装着部材。
74. インペラを前記パイプに対して固定して保持するようにされている請求項７０−７３のいずれかに記載の装着部材。
75. 前記インペラを保持するために前記装着部材を通って延びる開口を有する請求項７４に記載の装着部材。
76. 少なくとも２つの部屋と、
    第１の部屋から第２の部屋に延びる加熱または冷却パイプと、
    前記パイプの近傍に各部屋に配置され、前記パイプを横切る空気の流れを生じるようにされた換気装置と、
    各換気装置の運転を制御し、前記空気流れの空気流量により前記パイプからその周囲への熱伝達量を変化させる制御システムとからなるビルディング。
77. 部屋間に加熱または冷却パイプを有し、ビルディングの少なくとも２つの部屋の温度を変化させるシステムにおいて、
    前記パイプの近傍で各部屋に配置され、前記パイプを横切る空気の流れを生じさせるようにされた複数の換気装置と、
    各換気装置の運転を制御し、前記空気流れの空気流量により前記パイプからその周囲への熱伝達量を変化させる制御システムとからなるシステム。
78. 少なくとも２つの部屋を有し、加熱または冷却パイプが第１の部屋から第２の部屋へ延び、前記パイプの近傍で各部屋に換気装置が配置されたビルディングで冷却または加熱パイプからの熱伝達量を制御する方法において、
    前記換気装置を運転して前記パイプを横切る空気の流れを生じさせ、
    前記換気装置を運転して前記空気流れの空気流量、前記パイプからの熱伝達量を変化させる方法。