JP2018531362A6 - 空気混合装置 - Google Patents

Abstract

可搬式のエンクロージャは、エンクロージャと外部窓との間に配設される１つまたは複数の可撓性導管を介して制御された量の外部空気と、室内空気とを混合するように構成される。少なくとも１つの可撓性導管は、窓の中への密閉可能な配置のために設計されたバリヤ構造に接続される。１つまたは複数の混合風量調整器は、エンクロージャに供給される外部空気の量を制御するために採用される。空気移動装置は、より望ましい（より新鮮で、より冷たく、そして、汚染物質がより少ない）空気流を、換気および温度の要求を満たすために、居住者の個人空間に送ることができるように可動であるように設計されたエンクロージャに、制御された量の外部空気を送る。

Description

本発明は一般に、換気システムに関する。より詳細には、本発明は、使用者の近傍に直接送られる、室内空気と外気との混合物を提供する換気システムに関する。さらにより詳細には、本発明は、特に、睡眠環境または使用者が長期間静止している場所で使用可能であるパーソナル換気システムに関する。

室内空気質（ＩＡＱ）は、建物の居住者の快適性に関連するような、建物内および建物周辺の空気質を表す用語である。ＩＡＱは、不都合な健康状態を引き起こす可能性があるガス（一酸化炭素、ラドン、揮発性有機化合物などを含む）、微粒子、かび、または細菌が影響を与える可能性がある。ＩＡＱは世界中での主な健康に関する懸念事項であり、屋内の空気は通常、外気よりも非常に汚染されている。発生源制御、ろ過、および汚染物質を希釈する換気の使用は、ほとんどの建物における空気質を改善するための主要な方法である。

ＡＳＨＲＡＥ基準６２．２は、室内空気質の許容可能なレベルを住居が達成することを可能にするように開発された健康および安全対策である。この基準は、特定の最少量の外気が建物に入ることを保証することによって達成される。ＡＳＨＲＡＥ基準６２．２は、単に開閉窓に依存するだけでは、低層の住宅建物における適切な換気を提供するには不十分であるという懸念に応えるために採用されている。大多数の低層建物は、外気吸気口を有する専用ダクト付空気システムを有していない。専用の外気吸気システムを有する建物でさえ、多くの場合、必要な換気が居住者に到達していないことが証明されている。天井取付型ベントは、多くの場合、呼吸ゾーンを迂回する。高層建物は多くの場合、換気が廊下に逃げ、多くの場合、システムは適切に作動しておらず、一般に、適切に作動しているかを判定するモニタリングシステムは存在しない。

換気システム技術は、空気浄化、空気ろ過、外部への換気のためのさまざまなシステムおよび、同様の空気移動装置およびシステムが豊富である。しかしながら、本システムは、制御された量の外部空気を使用者の近傍に直接導入するように設計されているという点で斬新である。通常、外気は、既存の室内空気より冷たく、新鮮であり、本発明は、制御された方法で、このことを利用している。外気はまた、揮発性有機化合物（ＶＯＣ）または他の大気汚染物質を含有しにくいという点でも有利である。これらの化合物は、不利益な健康への影響を有することが示されている。さらにまた、部屋に配置された空気清浄器は、これらの汚染物質の除去にあまり効果がないことが示されている。

本発明によって提供される機能は、多くの場合、単純に窓をさまざまな程度まで開けている使用者によって実行される。春および夏には、窓は、かなり広い程度まで開けられることがある。冬には、より冷たく、より新鮮な空気を求めている睡眠中または静止中の個人は、単に非常にわずかな量だけ窓を開けることに制限される。これは、制御されていない換気の形態である。外気が居住者まで到達する頃には、それは多くの場合、部屋の汚染物質を拾っている。２人以上の個人で占められる部屋（特に、寝室）は、多くの場合、第１の個人の温度要求が第２の個人の温度要求と一致しないという制限に苦しみ、本発明は、両方の居住者の要求に適合するために、温度勾配を作成するために使用することができることにさらに留意されたい。複数のベッドルームと１つのみの加熱ゾーンとを有する住宅において、異なるベッドルームの居住者は多くの場合、異なる温度要求を有する。これらの要求を満たすために、（一般に、廊下の）サーモスタットは、最も暖かい温度を希望するベッドルーム居住者の温度に一致するように設定される。これらの状況において、本発明は、他のベッドルームの居住者の要求／希望に従ってそれらのベッドルームをより涼しく保つために、他のベッドルームで使用可能である。

本発明は、スチーム暖房を有する共同住宅などの住居の温度レベルをその居住者が制御できない状況でも有用である。これらの共同住宅に暖まりすぎる傾向があるとき、建物の設計および運用には多くの状況がある。借家人が利用可能な温度制御がない状況もある。これらの状況においては、居住者の個人空間に直接、涼しい／新鮮な空気が供給されること、または、住居の温度を所望のレベルまで下げることが居住者にとって望ましい。本発明が利用できないなどの状況では、借家人が外部窓を開ける傾向があり、それは制御されていない温度の変動および気流を引き起こす可能性があり、エネルギを浪費する。

１９３５年にＤａｎｉｅｌ Ｌ．Ｂｒａｉｎｅに付与された米国特許第２，０１０，８０９号明細書は、外部空気を部屋に導入して、さまざまな割合で外部空気を室内空気と混合することを教示している点で関連している。この発明者は自身の発明を空調装置と呼んでいるが、それは現在の言い方では空調装置のようには見えないことに留意されたい。この特定の装置は単に窓の中に配設されることが意図されていることが重要である。空気を使用者の個人空間に直接導く試みは見られない。Ｂｒａｉｎｅの特定の教示は、部屋の中の特定の位置に空気を導き、使用者の快適性を満足させるように送られる空気を制御するような試みがまったくないまま、空気を一般的な部屋の環境に導入するということである。この特定の文献が８０年以上前のものであることを示すことも重要である。同様の教示は、以下で論じられるＷｉｌｓｏｎに対する特許においても見られる。さらにまた、この特許については、自動空気混合がなく、風量調整制御または遮断がなく、そして、圧力放出のための設備がない。

本発明が比較できる他の換気システムとして、そのようなシステムは、Ｈｅｎｒｉｋｓｏｎの名で２００４年１０月２４日に公開された米国特許出願第２００４／０２１１１６２号明細書で説明されている。この出願は、可搬式の空気ろ過ツールを説明している。この出願は、部屋または建物から汚染された空気を除去するように設計された換気装置を説明している。それは、空気中の有毒物質を除去するための緊急換気システムとして説明されている。Ｈｅｎｒｉｋｓｅｎのシステムはまた、汚染除去のためのフィルタを通して既存の部屋の空気を単に循環させる可能性も考慮している。しかしながら、Ｈｅｎｒｉｋｓｅｎの特許出願が、外部空気と内部空気とを混合することに対して、何も教示、開示、または提案していないことに留意することは重要である。実際、そのような運転は、Ｈｅｎｒｉｋｓｅｎが示す目的に反する。Ｈｅｎｒｉｋｓｅｎはまた、温度および換気の要求を提供するために、使用者の個人空間に制御された空気流を提供する概念にも気がついていない。

別の換気システムは、Ｔｅａｇｌｅの名で２００２年６月１１日に付与された米国特許第６，４０２，６１３号明細書で開示されている。この特許は、可搬式の環境制御システムを説明している。彼の可搬式環境制御システムは、内部空間から微粒子を含む有害な爆発性ガスを取り除くために設計されている。Ｔｅａｇｌｅの特許は、単に内部の部屋環境からの空気除去だけを対象としている。換気技術に関する当業者は、内部環境に外部空気を導入する目的で、Ｔｅａｇｌｅの機器の使用は考えられない。

２０００年１月１８日にＢａｌｌに付与された米国特許第６，０１４，９４９号明細書では、犬小屋に向けることが意図された空気をあらかじめ調整するためのシステムが開示されているようである。また、本発明は、飛翔虫が人間環境で働く医師を横切るのを防ぐふるいの介在による、人間の環境から犬の環境へ空気を排出するように設計された機器を対象にしている。本発明は、主に犬の飼い主の住居にすでに存在する加熱された空気から犬のエンクロージャに熱を提供することを主に対象としていると考えられる。上記の本発明と同様に、これはまた、外部から内部位置への制御された空気量の導入ではなく、人間の居住構造から外部への空気の抽出のために意図されている。

より一般的な換気システムの１つは住宅内で知られており、またはバスルームの換気のためのものが知られている。これらの例は、２００２年９月３日にＢｅｒｇｅｒに付与された米国特許第６，４４３，８３４号で知られている。上記の文献と同様に、この特許は、単に内部の部屋から空気を排出することが望まれている状況を対象としているだけある。

部屋の空調および冷房に関する特定の文献も関連している。特に、１９９７年３月４日にＣａｒｏｎに付与された米国特許第５，６０６，８６５号明細書は、可搬式の空気冷却器を説明している。この装置では、シンク蛇口からの冷水が、内部装置表面を冷却するために、装置を通して導かれる。ファンは、冷やされた内表面を横切る室内空気の流れを引き起こすように設けられる。この装置は、外部空気を部屋にいっさい導入せず、内部空気を部屋の外に排出もしないことは特に注目に値する。さらにまた、部屋の中の特定の位置に導かれる外部および内部の空気の混合物は提供しない。それの本質的な関連は、それの関連する可搬性にのみある。

Ｏｓｃａｒ Ｅｌｉａｓｏｎの名で１９４０年１０月１５日に付与された米国特許第２，２１８，３３０号明細書にも注目すべきである。この特許は、窓への挿入のために設計された換気装置を開示していると思われる。さまざまな点でこの特許は、Ｂｒａｉｎｅに対する上記特許に類似している。しかしながら、外部空気を加熱するための加熱要素を含むという点で異なる。さらにまた、この特許は、部屋の中の局所的な領域ではなく、単に部屋全体への換気を提供することを対象としている。Ｅｌｉａｓｏｎに対する上記特許のように、Ｂｒａｉｎｅに対する特許は７５年以上前のものであることに留意されたい。

Ｆｏｅｈｒｅｎｂａｃｈ他に付与された米国特許第２，２９６，６３５号明細書も、本明細書で主張される本発明に関連していると考えてもよい。しかしながら、これもまた１９４２年９月２２日に付与された比較的古い特許である。これは、外部空気を部屋に引き込むように説明される、部屋の中の空気を循環させるための装置である。それは、さまざまな割合で外気を内部空気と混合することを教示するように見える点でさらに関連している。しかしながら、その運用は部屋全体に限定されている。それが個々の個人空間に処理された空気を提供する可能性がある教示、開示、または提案は存在しない。実際、その配置および設計は、このような目的とは反対のものである。さらにまた、この特定の特許については、可搬性がなく、シャットオフ風量調整器がなく、そして、使用者の個人空間の近傍に導かれる空気流がない。

Ｇａｇｎｏｎ他の名で２００５年２月１５日に付与された米国特許第６，８５５，０５０号明細書にも注目する。それが換気システムにおける空気流の制御のための風量調整システムを説明しているという点で、この特許は関連すると考えられる。しかしながら、その運用は、建物全体のための、または建物内のすべての部屋のための、既存のダクトで送られる換気システムに限定されているように見える。

次に、Ｈｗａｎｇ他の国際公開特許出願に注目する。この文献は、２０１１年１０月１７日の公開日を記載し、国際公開第２０１１／１３２９９５Ａ２号パンフレットと記載している。この文献は、部屋から排出されている空気と同じ温度まで、入ってくる空気を加熱するように設計されている熱交換器を含む換気機構を説明している点で、関連するように見える。それは、内部環境と外部環境との間での空気の交換のために設計された窓取付システムである。それは部屋全体のための動作を対象としており、その構造および目的は、眠っている使用者を囲む個人空間により冷たい空気を提供することと一致しない。

２００５年９月２０日にＪｅｂａｒａｊに付与された（２００２年１月２日に出願されて）、米国特許第６，９４５，０５４号明細書は、自立型の空調機器を開示しているように思われる。この特許で説明される機器は、ベッドを囲む構造的に明確な領域の空気の状態を整えるための使用が意図される空調システムを対象としている。ベッド領域を囲む構造の側部に提供されるベントダクトが存在する。ここで、参照番号１２がマットレスであるように説明されていることに注目されたい。外部空気への接続は存在しない。

１９９２年１月１４日にＫｏｌｔに付与された（１９９１年１月９日に出願されて）、米国特許第５，０８０，００５号明細書は、多層建物と関連する使用のために設計されたパッシブ建物ベントのシステムを開示していると思われる。本発明は、発明者が多層建物に存在する煙突効果として説明するものに依存しているように思われる。それは完全に受動的なものであり、単に空気圧を均一にする目的で設計されているだけであると思われる。

２０１０年３月２１日の出願に基づいて２０１０年１０月１３日に公開された中国実用新案登録第２０１６０２４３４Ｕ号明細書は、眠っている人のまわりからの二酸化炭素を含む空気が、人の領域から排出されて、廊下などの住居の他の部分からの空気と入れ替えられる、ベッドルームで使用するための換気システムを説明しているように思われる。

１９９７年１２月３０日にＬａｒｓ Ｇｒａｎｏに付与された米国特許第５，７０２，２９６号明細書は、外気を部屋に吸い込み、その部屋から空気を抽出するための可搬式の換気システムを説明していると思われる。システムは、埃、溶剤、殺菌剤などで汚染された環境で働く専門作業員のために設計されている。この特許は、部屋に新鮮な空気を搬送する導管が、部屋からの新鮮でない空気を案内するために必要である別々の導管を完全に囲むことを教示している。要するに穴の教示はそのようなものであり、排気機構が必要である。

１９３１年１月１３日にＷｏｏｄ他に付与された米国特許第１，７８８，５５６号明細書は、窓枠内への設置が意図される換気装置を説明しているように思われる。部屋の空気は、装置のフィルタを通る移動によって再調整される。部屋の空気は、外部からの空気と混合される。この特許は、部屋全体を換気に関して単一の対象物として処理すべきであることを教示している。それは、個人的、可搬式、または局所的な態様を有していない。それは、部屋全体をまとめて対象としている。それは、温度および換気の要求に対応するために、制御された空気流を使用者の個人空間に提供するシャットオフ風量調整器または手段を有していない。この特定の特許は１９２７年６月１５日の出願日を記載していることにも留意されたい。それは８８年前である。

１９９６年１２月１７日にＪｏｈｎ Ｅ．Ｋｉｐｐａｘに付与された（１９９４年８月１８日に出願に基づき）米国特許第５，５８４，２８６号明細書にも注目する。この特許は、摺動可能な窓を含む窓枠内への密閉可能な配置のために設計されたフラット窓取付組立体に接続された空気導管とともに着用者の鼻および口に適合するように設計されたマスクを含む呼吸機器を対象としている。それは、部屋に存在する空気を除去するように特に設計されている。特許は、空気移動装置の存在を熟考しているように思われる、しかしながら、翌年には、内部の室内空気によるものが、反対に明確に教示されているように思われる。

１９８１年４月１３日に出願されたＷｉｌｓｏｎに対する特許は１９８２年５月１８日に付与され、そして、米国特許第４，３３０，０８２号明細書と記載されている。この特許は、内部空気と外部空気、特に外部の冬の空気との混合を開示するように思われるが、その動作において「個人的」なものは何もない。それは可撓性導管を採用しておらず、移動式または可搬式でない。より詳細には、それは、フィルタリングされた、より冷たい空気の比較的遅い流れを、使用者のすぐ近くに提供することができない。

２００２年３月２９日の出願日を有する出願に基づく、２００５年９月２７日にＨｉｐｐｏｎｓｔｅｅｌに対して付与された米国特許第６，９４８，１９２号明細書も考慮される。これは、悪臭を放つ内部空気を排出することを対象にするさらに別の特許である。この装置に引き込まれる空気は、バスルームなどの部屋にすでに存在する空気であるように思われる。この特許は一般に換気の態様を扱っているが、それは外部空気と内部空気との混合を教示していない。

上記の議論は、数十年の期間にわたり、換気技術の多くの発明が、本明細書で解決される特定の問題に対処することなく生まれてきたことをきわめて明確にするために提供した。さらに、上記の議論は、換気技術に関して研究している人々が、制御された量の外部空気、特に冬の空気を、個人の空間の近傍、特に、眠っている人の空間の近傍に直接導入するための機器を考案できていないことを示す。

本明細書で言及されるすべての刊行物および特許出願は、本発明が関連する当業者のスキルレベルを示す。

したがって、以上から、本明細書の上および他の場所で説明される不具合および制限を克服する、当該技術分野における必要性が存在することが分かる。特に、本発明は、特に睡眠時間中に、使用者の近傍に調和空気を直接、適切に提供するのに、特に有用であることが分かる。

外気を受けるための１つの空気入口開口と、内部空気を受けるための第２の空気入口開口と、エンクロージャの内部から空気を排出するための空気出口開口とを有するエンクロージャと、空気出口開口を通してエンクロージャ内から空気を除去するための空気移動装置と、エンクロージャの外部にあり、第１の空気入口開口に取り付けられた可撓性導管と、可撓性導管を受けるためにその中に開口を有するバリヤ構造であって、設けられたバリヤ構造が外部窓での密閉可能な配置に好適である、バリヤ構造とを備える、空気源を混合するための装置によって、先行技術の欠点は克服されて、さらなる利点が提供される。あるいは、可撓性導管は外壁の開口に挿入されてもよい。このようにして、内部空気と外部空気との制御可能な混合物が、エンクロージャの近くの位置に送られる。

装置には、空気移動装置の動作を調節する温度センサおよび／または流れセンサ制御装置が設けられる。制御装置はまた、部屋内からおよび外部からエンクロージャに入る空気流の量を調節するために、１つまたは複数の風量調整器を制御するように作動する。可撓性導管は、可撓性導管および／またはその排気管をベッドで眠っているまたは机に座っている人などのエンドユーザに隣接して設置できるように、装置を移動式および可搬式とすることができる。

本発明は、換気および温度の要求を満たすために、居住者の個人空間に、制御された量の外気を直接導入する。

フィルタ処理した空気の流れを眠っている使用者に提供することが、本発明のさらなる目的である。

よって、使用者の近傍に直接、空気流を提供することが、本発明の目的である。

温度が制御可能である空気流を提供することが、本発明の別の目的である。

使用者の環境に制御された量の外部空気を導入する能力を使用者に提供することが、本発明のさらに別の目的である。

そのように所望される場合、部屋の温度に大きな影響を与えることなく、外部のより冷たい冬の空気を部屋に導入することが、本発明のさらなる目的である。

人がさらされるＶＯＣまたは他の汚染物質の量を低減することが、本発明のさらに別の目的である。

温度が高くなりすぎた共同住宅、住居の部屋、または他の人間が占有する空間の温度を下げることが、本発明の別の目的である。

最後に、しかし、これに限定されないが、同じ近傍の別の人に大きな影響を与えることなく、新鮮な冷たい空気を１人の個人に提供すること、および、個人とすぐ近くの別の個人と（ベッドのカップルなど）の間の温度勾配を可能にすることが、本発明のさらなる目的である。

さらなる特徴および利点は、本発明の技術によって実現される。本発明の他の実施形態および態様は、本明細書で詳細に説明され、特許請求の範囲に係る発明の一部と考えられる。

本発明のさまざまな実施形態によって対処される望ましい目的の本明細書への列挙は、個々にまたは集合的に、本発明で最も一般的な実施形態において、または、そのより具体的な実施形態のうちの任意のものにおいて、これらの目的の一部または全部が本質的な特徴として存在することを示すまたは提案することは意図しない。

本発明とみなされる主題は、明細書の結びの部分で特に指摘され、明確に主張される。しかしながら、本発明の構成とその実践方法との双方は、本発明のさらなる目的および利益とともに、以下の説明を添付図面と併せて検討することによって最も理解できる。

装置の外観、および標準的な上げ下げ窓との関係を図示する概略図である。 標準的な上げ下げ窓にある、本発明の装置の一部の断面である。 本発明の装置の内部を図示し、特にエンクロージャ内にあるその一部を図示する概略図である。 外側エンクロージャが窓の中に容易に配置可能であるフォームファクタで存在する本発明の代替の実施形態を図示する概略図である。

図１は、本発明の構造および機能の全体図を提供する。特に、３０のエンクロージャは２つの源からの空気を受けるための格納システムを提供することが分かる。室内空気は、ベント３２を通ってエンクロージャ３０に入る。それは、カップリング３８でエンクロージャ３０に取り付ける可撓性導管４０を介して提供される外部空気と混合される。空気は、陰影図で示されるモータ３４によって駆動されるファンなどの空気移動装置によってこれらの２つの源からエンクロージャ３０に引き込まれる。本発明の好ましい実施形態において、ファン（または、他の空気移動装置）は速度制御装置を有する。エンクロージャ３０で混合された空気は、ポート３６を通して周囲の部屋に排出される。居住者への空気の分布状態をより集中させるために、ポート３６には可撓性導管（図示せず）も設けられてもよい。エンクロージャ３０には、空気の混合を促進するために、内部バッフル（図示せず）も設けられてもよい。ポート３６は、使用者の個人空間により近い排気端部を有する別の空気誘導管に接続されてもよく、または、エンクロージャ３０は、使用者に対する空気の分布のために、グリルまたはルーバーをその中に有するポート３６を含んでもよい。ルーバーは調節可能でもよい。

本発明の空気移動装置は、モータで駆動されるファンとして上で説明されたが、任意の都合のよい空気移動装置が採用されてもよい。特に、より静かな動作のために、空気移動装置は、圧電装置の配列の形態で設けられてもよい。複数の居住者が含まれるとき、高速空気が使用者にまたは使用者の近くに向けられるように作動させることは、一般に本発明では意図しない。隣接した人に大きな影響を及ぼす気流なしに、使用者の近傍に空気の比較的小さい流れを提供することを意図する。その典型的な使用の結果として、本発明の空気移動装置は、大容量の電源を必要としない。

本発明のいくつかの実施形態において、センサ３９のような温度センサが採用されることにも留意されたい。このセンサは、エンクロージャ３０に供給されている外気の温度の指標を提供することが意図される。エンクロージャ３０が示される窓（または、壁開口）に近いほど、窓の外部空気と、それがエンクロージャ３０に到達したときの導管４０内の空気の温度との間の温度差は小さくなる。本発明を作る観点からすれば、それは都合がよいので、温度センサ３９の位置は、好ましくは、図１に示すように配置される。しかしながら、この位置への配置が高い室温のために問題がある場合、導管４０には断熱（図示せず）が設けられてもよい。温度センサはまた、排気温度、周囲空気温度、またはその両方を測定するためにも使用可能である。

可撓性導管４０は、プラスチック、ゴム、波形金属、または他のさまざまなポリマー物質を含むがこれらに限定されない、任意の好適な材料からなってもよい。その主要な特性は、材料が空気の通過に対して実質的に不透過であり、可撓性であることである。導管４０の可撓性により、本発明の装置は、装置の使用者の非常に近くにエンクロージャ３０を配置することを可能にするという点で可搬式および移動式になる。導管４０はまた、凝縮を防ぐために断熱されてもよい。導管４０は、容易にエンクロージャ３０および窓バッフル２０に接続され、かつ、それらから取り外される。

本発明の装置の一部として、構成要素がより詳細には以下で説明される、上げ下げ窓内に配設可能なバリヤ２０が設けられる。バリヤ２０は、実質的に堅固で、空気に対して不浸透性である任意の都合のよい材料からなる。バリヤ２０の機能は、窓を開けたときに部屋に入る空気に対する閉鎖を提供することである。さらにまた、バリヤ２０は、バリヤ２０の開口２４を通してのみ空気が部屋に入ることができるように機能する。バリヤ２０の高さは、任意の都合のよいサイズであるように選択される。同様に、バリヤ２０の厚さは、その目的の場合、便宜上同様に選択される。本発明の好ましい実施形態において、バリヤ２０は、適当な横幅が任意の標準的な上げ下げ窓に調節可能に重みをかけるように、その端部から外側に延在するよく知られたアコーディオンプリーツ構造を含む。他の窓構造に対して、バリヤ２０は、サイズについて、および、開口２４を設けるために、都合のよいフィットを提供するように選択される。バリヤ２０はまた、超過圧力／排気ポート２７を任意選択的に含む。このポートは、内部圧力が過剰になったときの、部屋の中の空気の外部への（調節可能な）排気機構を提供する。

本発明の一部ではないが、窓１０に示される構造の短い説明を提供する。特に、標準的な上げ下げ窓では、ここで上窓ガラス１８と下窓ガラス２２として示される、２枚の窓ガラスが存在する。窓ガラス１８の底部は参照番号１４として示される。同様に、バリヤ２０に適合するわずかに上昇した位置に示される、下窓ガラス２２は、上縁１２と下縁１６とを含む。

図２は、バリヤ２０を通って延在する導管４０の一部を図示する。特に、下ガラス板２２（および、その関連する骨組構造（図示せず））の位置を示す。特に、導管４０には好ましくは、この位置に、雨ガード５６が設けられることが分かる。また、エアフィルタ５２および任意選択の加熱器５４が、導管４０のこの部分に含まれる。エアフィルタ５２および加熱器５４は、それらの存在およびそれらの位置に関しても任意選択である。任意のさらなる空気のろ過は、好ましくは、ポート３６にまたはその近くに設置される。加熱器は、外気は非常に冷たいが、人が比較的大量の新鮮な空気の提供を望む状況において有用である。加熱器は、本発明を通る空気の流れの、任意の都合のよい位置に配設されてもよい。しかしながら、外気の流れの中、好ましくはポート３８の位置が最も効果的である。エンクロージャ３０に隣接して、そのすぐ内側またはすぐ外側のいずれかにエアフィルタ５２を配置することも可能である。

風量調整器５５は、本発明においてきわめて重要である。本発明の好ましい実施形態において、外部空気の流入を制御する風量調整器５５は、標準的な炉の煙突で見られる風量調整構造に類似の、傾いた回転要素を備える。本構成において、風量調整器５５は、空気移動装置によって発生するエンクロージャ３０内の負の空気圧によって開位置に移動する。風量調整器５５のより細かい制御は、モータ制御の回転プレートの形態でそれを実装することによって得られる。本発明は、断続的にサイクル動作し、あるいは、センサ入力および使用者の設定に応答して、風量調整設定ならびに／または加熱器およびファン速度を修正する。本発明が、換気および／または温度の要求を満たしたことにより、その循環シーケンスにおいて停止したとき、部屋は外気から効果的に密閉される。使用者要求が満たされた場合、風量調整器５５は閉じられる、および／あるいは、空気移動装置は停止されるまたは低速度設定に変更される。本発明はまた、バイパスモードで作動してもよい。バイパスモードでは、外気は遮断されて、部屋の中の空気は、加熱および／またはろ過のためにエンクロージャ３０を通して再循環される。

図３は、エンクロージャ３０の中身を図示する概略図である。特に、モータ３４は、エンクロージャ３０の内部から部屋環境まで空気を移動させるように、プロペラまたはファン装置３３を回転するために採用されることが分かる。あるいは、排気口３６は、処理した空気の最終目的地に関してより正確な制御が求められる状況のための、第２の可撓性導管（図示せず）に接続される。この第２の可撓性導管はまた、より良好な方向性または容積制御のために、グリルに装着されてもよい。図３に示される空気移動装置はモータとファンとを備えるが、多くの他の空気移動装置が同様に使用可能であることにも留意されたい。それは、入口３８からおよび入口３２から順番に空気を引き込むエンクロージャ３０内の負の空気圧を作成する空気移動装置である。入口３２は、エンクロージャ３０が採用された部屋環境からの空気を提供する。入口３８は、導管４０および窓１０（または、壁開口）を通して外部環境からの空気を提供する。このようにして、室内空気および外部空気は、エンクロージャ３０内で混合される。さらに、室内空気入口３２には流れ制限装置３１が設けられる。この装置は好ましくは、使用者によってエンクロージャの外から手動で調節可能である一連の角度付きベーンを備える。流れ制限装置３１はまた、制御装置３５を介して制御されてもよい。このように、エンクロージャに入る室内空気の量は制御可能である。同様に、別々の空気流制御装置３７は、導管４０から供給される空気の量を制御するために採用されてもよい。

風量調整器３７は、窓に設置された、または、導管４０の遠位端の、エンクロージャ３０内に配設されてもよい。風量調整器５５は、風量調整器３５に代わるまたはそれとともに作動する、変調風量調整器として働くことができる。

本発明はまた、制御装置３５が無線接続を介してスマートフォンなどの遠隔装置に接続されるように構成されてもよい。このような状況において、スマートフォン上で実行されているアプリケーションは、使用者が温度および流量の両方に関して装置を制御するために相互作用することができるインタフェースを含む。

同様に、本発明はまた、環境制御機能のために意図される他の無線装置とともに作動するように構成されてもよい。特に、空間／住居内の流れのバランシングは、既存の、あるいは相補的な新たに設置された換気扇または同様の装置と通信することによって処理される。住居はまた、他のスマートデバイス（換気扇、サーモスタット）とともに本発明を具現化する複数の装置で構成されてもよい。

エンクロージャ３０は制御装置３５も含む。温度ノブ６５を介して使用者によって入力される温度設定に基づき、さらに、容量ノブ６０で指定される流量設定に基づき、制御装置３５は、室内空気の量、外部空気の量、および、エンクロージャ３０の中を流れる空気の容量を決定するように作動し、ファンが回っているか（すなわち、装置がオンであるか）どうか、および、ファンの速度を判定するように作動する。さらに、制御装置３５は、上記の温度センサ３９および流れセンサ４１から情報を受信する。制御装置３５はまた、風量調整器５５の位置を決定するように作動する。

外部への排気ポートを設けることも望ましい。このポートは好ましくは、装置が作動している部屋の中のより高い圧力の指標に、反応する。この特徴は、外部から部屋に導入されている空気が、本発明の作動によって部屋に導入される正圧に打ち勝つ必要がないように、バランシング効果を提供する。このようなポートの配置は、参照番号１２７によって図４に図示される。あるいは、排気ポートは異なる窓に設置される可能性があり、または、壁、通常は外壁を通してダクトが設置される可能性がある。

本発明は、図１に示される空気導管４０について、任意の特定の長さを考えない。概念的に、この導管の長さは短くなるので、制限する場合は、主要なエンクロージャ３０は、開口した窓に収まるように設計されるフォームファクタで存在する場合であることが分かる。このフォームファクタを有するファンおよび空気調和ユニットは、すでに存在する。よって、図４に示される本発明の代替の実施形態が存在する。

この代替の実施形態の構造は、標準的な上げ下げ窓に収まるように設計された１３０の外部エンクロージャを含む。図４に示される構造を９０°回転させた場合、結果として得られる構造は、水平引窓構造に収まるようにより適切に設計されたものであることが分かる。しかしながら、図４に示される構造は、上げ下げ窓の下フレームと会うことが意図されるスロットまたは溝１３２を含む。

エンクロージャ１３０は、（局部透視図に示される）エンクロージャの裏面のポート１２６を含む。このポートは、外部空気を受け入れるために設けられる。同様に、エンクロージャ１３０はまた、内部空気を受け入れるために設けられるポート１３２を含む。内部導管は、ポート１２６の２つの内部混合エンクロージャ１４０からの外部空気を導く。これらの導管の流れは、空気弁１３５によって制御される。これらの導管は、矢印１２０および１２２で概略的に示される。関連する態様は、ポート１２６から内部エンクロージャ１４０への制御可能な空気流路の存在である。同様に、参照番号１２６、１２８、および１４５によって図示されるように、ポート１３２から内部混合エンクロージャ１４０への同様の制御可能な空気流路も設けられる。

内部エンクロージャ１４０は、入ってくる空気の２つの流れである、部屋の外部からの１つの流れと、部屋の内部からの１つの流れとを受ける。空気は、それを駆動するモータによる、概略的に図示される空気移動装置１３４によって、エンクロージャ１４０に引き込まれる。空気移動装置は、内部エンクロージャ１４０内に配設されるように示されるが、１つまたは複数のそのような装置は、内部エンクロージャ１４０につながる導管のうちのどちらか１つに配設されてもよく、また、エンクロージャ１４０の外部に配設されてもよい。しかしながら、本発明で採用される空気移動装置が、必ずしも、電気モータの存在を必要とするものであるというわけではないことに留意されたい。圧電性可動装置も採用されてもよい。外部空気および内部空気が所望の比率で混合されるのは、内部エンクロージャ１４０内である。同様に、空気が排出ポート１３６を介して部屋に導かれるのは、内部エンクロージャ１４０からである。排出ポート１３６には、使用者の近傍に示される窓ユニットから直接つながる空気導管が設けられる。

図４のエンクロージャ１３０および１４０は、エンクロージャ１４０がエンクロージャ１３０に対して内側にあるように上で説明されたように図示されることも観察すべきである。これは、すべての実施形態において必ずしもそうであるというわけではない。特に、エンクロージャ１４０は、エンクロージャ１３０の前に取り付け可能であることに留意されたい。これらの２つのエンクロージャの対応関係は、ポート１２６および１３２からの導管を介して設けられる場合を除いて、それらは互いで流体連通しないということである。

図３に図示される制御機構は、図４に示される装置にも存在する。しかしながら、描画の便宜のために、それは特に図４には示されない。本明細書で使用される場合、用語「ファン」は任意の空気移動装置を指す。

上の説明は多くの詳細を含むが、これらは本発明の範囲を限定するものとしてではなく、本発明の現在の好ましい実施形態のいくつかの説明を単に提供するものとして解釈すべきである。それゆえ、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲およびそれらの法的均等物によって決定されなければならない。したがって、本発明の範囲は、当業者には明らかになってもよい他の実施形態を完全に包含し、本発明の範囲は、そのため、添付の特許請求の範囲によって制限されるべきであり、その中で、単数形の要素の参照は、明確にそう述べない限り、「唯一の」を意味するのではなく、むしろ「１つまたは複数の」を意味するものとすることが理解されるであろう。当業者に知られている上記の好ましい実施形態の要素に対するすべての構造的、化学的、および機能的等価物は、参照により本明細書に明確に組み込まれており、本発明の特許請求の範囲に包含されることが意図されている。さらに、本発明の特許請求の範囲に包含されるので、装置または方法で、本発明により解決されることが求められるありとあらゆる問題に対応することは必要でない。さらにまた、本開示の要素、構成要素、または方法ステップは、要素、構成要素、または方法ステップが特許請求の範囲に明確に列挙されているかどうかに関係なく、公衆に捧げられることを意図していない。

本発明は、その特定の好ましい実施形態に従って、本明細書で詳細に説明されたが、その中の多くの変更および変化が当業者によってもたらされてもよい。よって、本発明の精神および範囲内に含まれるすべてのこのような変更および変化を含むことが、添付の特許請求の範囲に意図される。

Claims (22)

1. 外気を受けるための第１の空気入口開口と、内部空気を受けるための第２の入口開口と、エンクロージャ内から空気を排出するための空気出口開口とを有するエンクロージャと、
   前記空気出口開口を通して前記エンクロージャ内から空気を移動させるための空気移動装置と、
   前記エンクロージャの外部にあり、前記第１の空気入口開口に取り付けられる可撓性導管と、
   前記可撓性導管を受けるためにその中に開口を有するバリヤ構造であって、前記バリヤ構造が外部窓での密閉可能な配置に好適であり、それによって、内部空気と外部空気との混合物が前記エンクロージャの近くの位置に供給可能である、バリヤ構造と
   を備える、
   空気源を混合するための装置。
2. 前記第１の空気入口開口から前記エンクロージャに入る空気の量を制御する風量調整器をさらに含む、請求項１に記載の装置。
3. 前記風量調整器が回転可能なプレートを備える、請求項２に記載の装置。
4. 前記風量調整器が前記窓の近くに配設される、請求項３に記載の装置。
5. 前記風量調整器が前記エンクロージャ内に配設される、請求項３に記載の装置。
6. 使用者の設定に基づいて前記空気移動装置の動作を一緒に調節する温度センサおよび制御装置をさらに含む、請求項１に記載の装置。
7. 使用者の設定に基づいて空気の流れを一緒に調節する可動風量調整器および制御装置をさらに含む、請求項１に記載の装置。
8. 使用者の設定に基づいて調節される流れセンサ、制御装置、および可動風量調整器をさらに含む、請求項１に記載の装置。
9. 前記温度センサが前記エンクロージャに隣接して配設される、請求項６に記載の装置。
10. 前記温度センサが前記エンクロージャの内部に配設される、請求項６に記載の装置。
11. 前記温度センサが前記バリヤ構造に隣接して配設される、請求項６に記載の装置。
12. 前記可撓性導管がエアフィルタを含む、請求項１に記載の装置。
13. 前記可撓性導管が加熱器を含む、請求項１に記載の装置。
14. 前記可撓性導管が熱的に絶縁される、請求項１に記載の装置。
15. 前記エンクロージャが、前記空気出口開口で前記エンクロージャ内にエアフィルタを含む、請求項１に記載の装置。
16. 前記エンクロージャが、前記第１の空気入口開口と前記空気出口開口との間の流路で前記エンクロージャ内に配設される加熱器を含む、請求項１に記載の装置。
17. 前記空気出口開口と流体連通する第２の可撓性導管をさらに含み、それによって、より冷たく、より新鮮な外気を、使用者の近くに直接送ることができる、請求項１に記載の装置。
18. 前記可撓性導管の長さが、前記窓のより近くに前記エンクロージャを配置するように選択される、請求項１７に記載の装置。
19. 外部に室内空気を排出するように設置される過剰圧力バルブをさらに含む、請求項１に記載の装置。
20. 前記過剰圧力バルブが前記バリヤ構造に設置される、請求項１９に記載の装置。
21. 前記過剰圧力バルブが外壁に設置される、請求項１９に記載の装置。
22. 外気を受けるための第１の空気入口開口と、内部空気を受けるための第２の入口開口と、エンクロージャ内から空気を排出するための空気出口開口とを有するエンクロージャと、
    前記空気出口開口を通して前記エンクロージャ内から空気を移動させるための空気移動装置と、
    前記エンクロージャの外部にあり、外壁の開口への接続のために適合される、前記第１の空気入口開口に取り付けられる可撓性導管と
    を備える、
    空気源を混合するための装置。

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