JP2022521187A - デュアルモードインペラアセンブリ及び換気ユニット - Google Patents

Abstract

デュアルモードインペラアセンブリ及び換気装置及びシステムであって、ユニットケーシング、小型回転熱交換ユニット、デュアルモードインペラ、及びフィルタユニットのうちの１つ以上と、該換気装置の監視及び制御を行うためのシステムと、を備えたものが提供される。【選択図】図２２Ｃ

Description

本発明は、部屋の空気交換、主として屋外環境と家屋の中の部屋との間で空気を交換するための換気ユニットに関する。

今日、家屋が人又は動物により使用されるために建てられる場合は換気が必須である。換気ユニットは熱交換機能を備える必要があることが多い。

利用可能な空間が限られている場合に、高い性能と高風量の両方を提供する換気ユニットを設計することは困難である。換気装置のサイズ、風量、熱効率及びノイズの間には常にトレードオフが存在する。熱回収換気ユニットの伝統的な実施形態の中には、温度勾配を有する多孔質媒体を介して熱交換を行うために、１つ以上のファンの方向を交替させることによって気流を交替させる２モード動作を使用するものがある。ファンの方向を変えることに関連する時間損失は総有効流れスループットを減少させ、ノイズは不規則になる。幾何学的制限によって軸方向インペラがこのような原理の自然な選択肢となるが、軸方向ファンはファンの羽根の周囲の空気力学的状態によって耐圧強度が低い。したがって、この原理の主な欠点は、低い流れスループット及びノイズ放射を与える高流れ抵抗に関連する。また、典型的には、各方向に１つずつ、２つのインペラ（及びモータ）が必要とされる。

さらなる先行技術は、同様に熱交換器を備えることが多い、直交流及び／又は逆流換気ユニットである。この原理の主な欠点は、結露が蓄積するときのチャネルの目詰まりである。その結果、自己増幅する不均一な流れが発生し、システムは能力を低下させる解凍プロセスによってリセットされなければならない。また、流れを分割して熱交換チャネルに送り込む必要があり、余分な空間が求められるため、このような装置をコンパクトにすることは困難である。したがって、直交流及び／又は逆流熱交換器を、例えば、あまり性能を損なわずに標準的な円形の住宅換気ダクトに合うように適合させることはできない。

今日市場に出回っている独立型の換気ユニット及び熱交換器は、ほぼ例外なく配管にとって貴重な容積を無駄にすることなく配置することが非常に困難な２つのモータ／インペラを使用する。全ての換気ユニットに共通して、サイズ、送風能力、熱効率、及びノイズに関するトレードオフが依然として存在する。換気装置が小さければ小さいほど、同量の空気を処理するときに発するノイズが多くなる。

本発明は、換気ユニットの３つの主要な要素、すなわちフィルタ、ファン及び熱交換器の１つ以上を、家屋の壁の標準的な円形の換気ダクト内、及び断熱住宅の壁厚内に収容することを目的とする。

したがって、本発明の全体的な目的は、上述のトレードオフが断ち切られるか又はかなり抑えられた、室内換気のための超小型かつ完全な換気装置及びシステムを提供することである。

本発明では、第１の実施形態において、ユニットケーシング、ユニットケーシング内部に配置された小型の回転式熱交換ユニット、デュアルモードファン、フィルタユニット、及びルームユニットの第１の実施形態を備える換気装置及びシステムが提供される。換気装置に含まれる部品は、換気装置を介して同時に双方向に最適化された気流を可能にするデュアル気流チャネル設計を提供する。

さらなる第２の実施形態では、ユニットケーシング、ユニットケーシング内部に配置されたデュアルモードファンアセンブリ、及び任意選択的なフィルタユニット、並びにルームユニットの第２の実施形態を備える換気装置及びシステムが提供され、家屋／部屋の内部に最終的な余剰熱が存在する場合に家屋及び部屋を換気するのに最適化された換気装置を介して同時に双方向に最適化された気流を可能にする。内部ダクトアセンブリは静的フィルタを備えることがある。

別のさらなる第３の実施形態では、ユニットケーシングが壁の厚さに対応する長さを提供するために相応に拡張されるダクト延長アセンブリを備え、第１又は第２の実施形態の換気装置が肉厚構造への配置に最適化される。

第１及び第２の実施形態は、第１の実施形態の回転式熱交換ユニット及びルームユニットが、第２の実施形態の内部ダクトアセンブリ、任意選択的な大きい静的フィルタ、及びルームユニットを備えたサマーモードアセンブリと交換可能なマルチ動作モード装置として提供されることがある。

デュアルモードファンは、本発明の第４の実施形態において、地下室内などの湿気及び／又はラドン問題を有する部屋を乾燥させるための最適化ユニットを提供する逆流熱交換器と組み合わせられることがある。

本発明の追加の特徴及び利点が、以下の図面の簡単な説明及び以下の詳細な説明に記載され、これらから明らかになる。

換気ユニット断面を示す。 熱交換モジュールが引き抜かれた位置にある換気ユニットを示す。 フィルタから端部キャップまでの内部要素、冬季熱交換モジュールの分解組立図を示す。 熱交換モジュールが引き抜かれた位置にある換気ユニットの断面を示す。 モジュールのない換気ユニット、インペラモジュール、ケーシング及び端部保護キャップの分解組立図を示す。 デュアルモードファンアセンブリの分解組立図を示す。 デュアルモードインペラの外形斜視図を示す。 デュアルモードインペラの上からの外形図を示す。 インペラに対する気流を示す概略図を示す。 流量制限器の設計の一実施形態を示す。 図７の流量制限器の詳細を示す。 熱交換モジュール及び外側フローセパレータナイフを示す。 静的外側フローセパレータナイフを示す。 フィルタユニットを示す。 フィルタを示す。 中央ダクト構造の底面斜視図を示す。 中央ダクト構造の上面斜視図を示す。 換気装置及びファンアセンブリのダクト拡張バージョン用の外側空気配向ユニットを示す。 外側エアディレクタを示す。 デュアルモードファンアセンブリ及び外側エアディレクタの断面を示す。 デュアルモードインペラ、外側エアディレクタ、及びスリーブ拡張器の断面を示す。 サマーモジュール及びルームユニットを示す。 サマーモジュール及びルームユニットの断面を示す。 サマーモジュール、ファンユニット、及びルームユニットの断面を示す。 熱交換モジュール、ファンユニット、及びルームユニットの断面を示す。 インペラアセンブリｗ／回転フィルタの屋外側からの図を示す。 インペラアセンブリｗ／回転フィルタ及びケーシング、モータ及びモータ締結手段の屋外側からの図を示す。 インペラアセンブリｗ／回転フィルタの断面側面図を示す。 インペラアセンブリｗ／回転フィルタの屋外側からの断面斜視図を示す。 インペラアセンブリｗ／回転フィルタ及びケーシング、モータ及びモータ締結手段の屋内側からの図を示す。 熱交換モジュールが引き抜かれた位置にある、インペラアセンブリｗ／回転フィルタを備えた換気ユニットの断面を示す。 インペラアセンブリｗ／回転フィルタを備えた換気ユニットの断面側面図を示す。 インペラアセンブリｗ／回転フィルタを備えた換気ユニットの断面斜視図を示す。 インペラアセンブリｗ／回転フィルタを備えた換気ユニットの断面を示す。 熱交換モジュールアセンブリが引き抜かれた、インペラアセンブリｗ／回転フィルタを備えた換気ユニットの断面を示す。 熱交換モジュールアセンブリ及びインペラアセンブリが引き抜かれた、インペラアセンブリｗ／回転フィルタを備えた換気ユニットの断面を示す。

以下の説明では、特定の用語の使用は広く、そして少なくとも以下に定義される意味で解釈されるものとする。

空気／ガス流れ方向：
給気：換気装置を通過する吸気側からのものと定義される。
排気：換気装置を通過する給気と反対方向に向かう還気。

屋外：換気装置の吸気側を定義するのに使用され、これに対し屋内側は換気ユニットの反対側である。

デュアルモードインペラ：給気及び排気を同時に２つの相反する方向に送り込むための回転装置。

デュアルモードファン：デュアルモード、又は双方向インペラ、モータ、モータケーシング及びエアディレクタ。

空気：本発明の装置は、主に空気換気のための使用に適合性があるが、デバイス及びシステムはいずれのタイプの気体環境でも使用することができる。本明細書において「空気」という用語が使用される場合、いずれの種類の気体も意味すると理解されるものとする。

熱伝達媒体：排気と給気の間で熱伝達を行う、大きい温度勾配を有する多孔質媒体。

熱交換モジュール：熱伝達媒体を通る空気の流れを方向付けるコンポーネントを含む熱伝達媒体。

サマーモジュール：任意選択で大きいフィルタを備えた、熱交換モジュールの代わりになる静的モジュール。

フィルタモジュール：フィルタケーシング及び給気をフィルタリングするためのフィルタ。フィルタモジュールは、熱伝達媒体を回転させるのに必要な角運動量を移行させるために、熱伝達媒体と回転接続されることがある。

ユニットケーシング：換気ユニットの全ての部品を受け入れるように適合されたケーシング。

モータハウジング：インペラモータのケーシングとしての機能を果たす剛性ハウジングであって、熱伝達媒体を保持する中心軸の一端を支持することがある。

給気ディレクタ：モータハウジングを支持し、インペラからの給気流の回転スピンを抑え得るフォイルを備えたデュアルモードファンの一部。

ルームユニット：ボックス／ハウジング／シャーシ、及び換気装置の様々な実施形態における給気及び排気の最適スループットに適した導管組織を備えた、内壁の部屋側のユニット。

バルブアセンブリ：給気及び／又は排気を動的に絞るための、典型的にはエラストマ製の複数の可動制限器、バルブモータ及びバルブギアアセンブリを備えた気流制限機構。

これより必要に応じて図面を参照しながら本発明をより詳細に説明する。

以下において、本発明の換気装置は、部屋の換気を行うように構成された完全な空気処理システムの一部として説明され、部屋は、部屋自体と、換気装置が配置されることになる外部の新鮮な空気環境と、の間にダクトスリーブが設けられる壁構造を有する。換気装置は、熱交換、同時双方向の気流のためのモジュール、デュアルモードファン、バルブアセンブリ、エアフィルタ、及び気流方向ガイド、並びにダクトスリーブ及びユニットケーシングを備えることがある。様々なモジュールが、本発明の概念から逸脱することなく全体として又は様々な組み合わせで実装され得ることを理解されたい。本発明の保護範囲を規定するのは請求項であるとする。

図１から図８に示される第１の実施形態では、本発明の換気装置１はデュアルモードファン２００を備え、デュアルモードファン２００は、モータシャフト４に、モータシャフト４の突出部を受け入れるモータシャフトケーシング１０４を介して取り付けられたデュアルモードインペラ２を備え、モータシャフトケーシング１０４はデュアルモードインペラ２の中央縦方向に配置され、受け入れたモータシャフト４の弾性保持力を与え、デュアルモードインペラ２は回転するモータシャフトの力により回転するとき、給気流１６、１７及び排気流１８、１９を生成する。デュアルモードインペラ２は、換気装置１内部のインペラ２の内部側に配置されたインペラモータ１０３によって回転させることがある。モータは、ケーブル及び制御線（図示せず）によりモータに接続された電源（図示せず）によって駆動される。

モータハウジング４１をデュアルモードインペラ２の内部側で支持するケーシングを提供する給気ディレクタ１０７に組み込まれ得る制御ユニット１０５が、センサを監視し、センサデータを処理及び／又は伝達し、デュアルモードファンを制御するための集積回路及びプログラムを備えることがある。センサ及び電子機器は、換気ユニットのいずれの部分に組み込まれてもよく、ファン速度、風量、空気圧、空気温度、ノイズ、振動、湿度などの１つ以上の物理的特性を感知することがある。制御ユニット１０５に、誤動作を避け、効率を最適化するために制御機構が実装されることがある。

本発明の一実施形態では、インペラ２は、図１、図２、図５及び図６Ａ／Ｂに詳細に示される形状に設計される。モータ１０３が起動し、インペラ２のスピン６０を与えるとき、気流１６は、インペラ２の屋外側の中央エリア１８１の１セットの給気チャネル６１に吸い込まれる。インペラの供給チャネルはタービンのような働きをし、空気が半径方向加速度場によって運ばれ、インペラ２の屋内側の外側環状リングエリア１８２から出るときに圧力を増す。したがって、給気はインペラ２を出るときに回転力を獲得していることになる。

進入後、給気チャネル６１は別れて供給チャネル６２間を交差して流れる排気チャネル６２に空間を与える断面積の一部分だけを占める。供給チャネル６１の壁は、空気力学的な排気チャネル６２の壁を同時に提供するような形状である。排気チャネル６２は、デュアルモードインペラ２の屋内側の内側中央部１０２からの排気をデュアルモードインペラ２の屋外側の外側環状エリア１８４に運ぶ。したがって、デュアルモードインペラ２は、気流を同時に２つの方向、すなわち屋外側１６から屋内側１７へ、また屋内側１８から屋外側１９へ駆動する。

図６Ｄは、気流がどのようにしてインペラに対して流出入するかを、水平線の上側を屋外側とし、水平線の下側を屋内側として概略的に示している。

典型的には各方向に１２個の別個のチャネルがあるが、他の設計ではこれよりも少ないか又は多いチャネルが設けられることがある。

ここで換気装置１の第１の実施形態を屋外側から屋内側に向かって見ると、給気流はデュアルモードインペラユニットからフォイル１０６を備えたエアディレクタユニット１０７を通って流れる。エアディレクタ１０７のフォイル１０６は、デュアルモードインペラ２の回転から生じる給気の回転力の大部分を阻止するために設けられる。フォイル１０６は、「低角度」アプローチで境界層に衝突するときに生じる波乗り効果を低下させるための２つ以上の入口高さｈ１、ｈ２を提供するように配置されることがある。エアディレクタ１０７は、環状の流入路をモータハウジング４１が配置される中央ダクト１１１の周辺外側に備えて配置される。エアディレクタユニット１０７はさらに、任意選択的なプリント回路基板１０５用のコンパートメントを締結するための、及びモータハウジング４１の締結を行うための支持構造を提供しており、モータハウジングは、固定中央ダクト構造１０９、１１２のための接続点を提供するための中央部１７７をその屋内側に有する。エアディレクタユニット１０７の支持構造はまた、ユニットケーシング３の内径に一致する外径を有する外側円形壁１１３を備えることがあり、その結果、エアディレクタユニット１０７の支持構造は、ユニットケーシング３に配置される場合に、モータに固定支点を与え、換気装置１の回転部にエアラビリンスシールを与えることになる。デュアルモードインペラ２はこのような１つの回転部であり、第１のエアラビリンスシール１１４が、インペラ２の屋内側にある領域のデュアルモードインペラ２の外壁と、外側円形壁１１３の屋外側にある領域の外側円形壁１１３の内側との間の接点に設けられる。第２のエアラビリンスシール１１５又はシール滑動面が、デュアルモードインペラ２の屋内側の外側環状リングエリア１８２と、デュアルモードインペラ２の屋内側の内側中央部１０２との間に設けられ、支持構造の対応する環状エリア１２３とシーリング相互作用することになる。第２のエアラビリンスシール１１５はさらに、デュアルモードインペラ２を同時に異なる方向に流れる気流間に気密シールを提供することになる。

エアディレクタユニット１０７の屋内側に、給気流３２１のための環状コンパートメント、及び排気流３２２のための中央ダクトを提供するエアフィルタユニット３００が配置される。給気流３２１のための環状コンパートメントは、内側囲壁３０２、及び外側囲壁３０１を有し、エアフィルタ１０８を収容するために設けられ、エアフィルタを通って排気流３２２のための中央ダクトに向かって縦方向の給気流３２１路に気密シール１１６、１１７、１１８を提供する。エアフィルタ１０８は、縦方向に対してほぼ垂直方向に延在し、エアフィルタユニット３００の内側囲壁３０２及び外側囲壁３０１のいずれか一方又は両方を無用にする十分なシール性を有する内外壁構造が設けられることがあり、したがって、フィルタユニット３００の設計に落とし込むことができる。フィルタユニット３００はさらに、熱交換モジュール１１０に固定的に接続されることがある。エアフィルタユニット３００はさらに、中央ダクト構造１０９の中央ダクトハブ３２５とのモータ側玉軸受１１９の接続部３０４が通過し配置されるフィルタユニットハブ３０６を提供する。モータ側玉軸受１１９の接続部３０４は、エアフィルタユニット３００及び熱交換モジュール１１０の容易な回転を促進する。中央ダクトハブ３２５は、中心スポーク３２７によって中央ダクト構造１０９の中央ダクトカラー３２８の内側に固定的に保持される。中央ダクトカラー３２８は、エアフィルタユニット３００の中央ダクトに向かう排気流３２２用のダクトを画定する中央ダクト構造１０９のパイプダクト部を画定する。エアフィルタユニット３００及び熱交換モジュール１１０はさらに、熱交換モジュール１１０の底壁１２１の中央開口部３１０に配置された屋内側玉軸受１２０に回転ヒンジ連結される。気流速度とフィルタユニット３００の屋外側の気流に残った回転力とによって、熱交換モジュール１１０及びフィルタモジュール３００がそれ自身の縦方向中心軸１６６の周りを回転する。熱交換モジュール１１０及びフィルタモジュール３００の回転速度を検出するセンサ（図示せず）が設けられることがある。熱交換モジュール１１０及びフィルタモジュール３００の回転速度を制御するためのさらなる制動手段（図示せず）が設けられることもある。

中央ダクト構造１０９の反対側の屋内側に、別の中央ダクトハブ１６８が、中心スポーク１６９によって中央ダクト構造１０９の内側に固定的に保持される。別の中央ダクトハブ１６８はその屋内側に突出部を有し、突出部は、熱交換モジュール１１０の底壁１２１の中央開口部３１０から配置されるように設けられ、突出部の遠位端部１６７が、その中に配置される静的な端部キャップ３１６のセンタ穴／凹部３１７に対応する形状を有することによって、中央ダクト構造を全ての動作モードにおいて静止位置に保持する。静的な端部キャップ３１６は換気ユニットの屋内端側に設けられる。典型的には、遠位端部１６７の形状及び対応するセンタ穴／凹部３１７は、それぞれトーク（ｔｏｒｑｓ）オスメス接触形態に形成される。他の接続形態又は機構も、本発明の概念から逸脱することなく選ぶことができる。

さらなる安定のために、モータ側玉軸受１１９の中心から、底壁１２１の中央に配置された屋内側玉軸受１２０の中心まで伸びる中心軸が設けられることがある。

熱交換モジュール１１０は、典型的には内側及び外側を提供する円錐体として形成され、円錐形は、換気装置１の屋外側に向かって最大径を有するときに最も広く、屋内側に向かって次第に細く小径になることがある。この形状を有することで、給気１６、１７が内側から外側に向かって熱交換モジュール１１０の円錐体に流入する経路が提供される一方、排気流１８、１９は逆方向に流れる。他の形状が設けられることもある。例えば、熱交換モジュールの円錐形状を、換気ユニットの屋内側に向かってその端部が最も広くなる逆方向に向けた場合、給気１６、１７は熱交換モジュール１１０の円錐体を内側から外側に流れ、排気流１８、１９は外側から内側に流れることになる。

熱交換モジュール１１０の円錐体は、その中心軸の周りに自由に回転し、熱交換媒体の熱質量を給気流路と排気流路との間で回転させる。熱交換モジュール１１０の円錐体の薄膜（ｌａｍｅｌｌａｓ）は、プラスチック化合物、木、ボール紙、セラミックなどのようないずれの種類の低熱伝導性材料で構成されてもよい。熱交換モジュール１１０の低熱伝導性材料は、薄膜、多孔質成形材料などの形態であってよいが、以下では、所要の熱交換特性を満たすいずれの形態又は材料も排除せずに、薄膜が一般用語として用いられる。

薄膜は、動作中、熱交換器の高い熱効率をもたらす温度勾配を有する。

中央ダクト構造１０９は、フィルタ１０８からの給気流を、熱交換モジュール１１０の内側から熱交換モジュール１１０の第１の縦方向半分の部分に向かって導くように形成される。中央ダクト構造１０９は、熱交換モジュール１１０の内容積を縦方向に２等分するものであり、交換モジュール１１０の内側の空間を効果的に２等分し、熱交換モジュール１１０の内側を反対方向に流れる給気流及び排気流間の気流漏れを防ぐ、熱交換モジュール１１０の内側縦方向形状に対応して縦方向のタイトフィットする中央ダクトナイフ３０７、３０８が設けられる。中央ダクト構造１０９は、中央ダクト構造１０９の屋内部にあるパイプの縦方向半分として形成され、屋内部は典型的には中央ダクト構造１０９の少なくとも半分の長さである。中央ダクト構造１０９の屋外部において、ハーフパイプ形状は大きくなってフィルタモジュールの中央ダクトに対応する中央ダクトカラー３２８の全パイプ形状を備える。中央ダクト構造１０９の屋内部にあるパイプの反対の縦方向半分上の中央ダクト構造１０９の屋外側に、エアフィルタユニット３００の外側囲壁３０１の直径に対応するその外径と、中央ダクトカラー３２８により規定されたその内径とを有する包囲コレクタチャネル３２０が設けられる。コレクタチャネル３２０は、環状接点（ｏｒｂｉｔａｌ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）全体からフィルタ１０８に向かう給気を集めて、これを中央ダクトナイフ３０７、３０８によりその側に限局された中央ダクト構造１０９の屋内部にあるパイプの縦方向半分の外側により画定された縦方向半分に導く。

中央ダクトナイフ３０７、３０８、中央ダクト構造１０９の屋内部にあるパイプの縦方向半分の内側、及び包囲コレクタチャネル３２０の下面は、中央ダクト構造１０９の屋内部にあるパイプの縦方向半分の内側から中央ダクトカラー３２８の内側を通ってエアフィルタユニット３００の排気流３２２のための中央ダクトに向かう排気流のためのチャネリング経路を提供する。

中央ダクト構造１０９は、排気を熱交換モジュール１１０の屋内側から熱交換モジュール１１０の第２の縦方向半分の部分を通ってエアフィルタモジュール３００の中央部に向かって流れるように導く。中央ダクトナイフ３０７、３０８は、熱交換モジュール１１０の内側に向けてぴったり嵌め込まれることによって、中央ダクト構造１０９により画定された２つの縦方向内側半空間の間の最低限の気流交換を保証する。熱交換モジュール１１０の先細り形状は、熱交換モジュールの縦方向の長さに沿った薄膜にわたって均一な差圧を保証するために提供され、薄膜を通過する均一な横方向速度を確保することで効率を最適化する。

フィルタモジュール３００の給気エアフィルタ１０８は、ドーナツ、円筒軌道、円錐、平面、ベロー形状、多孔質などのいかなる形状であってもよい。フィルタにシーリング用の縦方向の外壁及び内壁が設けられない場合、これはエアフィルタユニット３００自体の内側囲壁３０２及び外側囲壁３０１によって提供される。

給気流は、給気ディレクタから離れるとき、気流が静的中央ダクト構造１０９によって導かれる前に回転低抵抗エアフィルタ１０８を通って導かれ、空気をフィルタから回転熱交換モジュール１１０の前半側に導く。フィルタ１０８及び熱交換コーン１１０は回転接続されることがあり、気流が給気ディレクタフォイル１０６を離れた後に依然として存在する給気流の残りの回転力によってその自身の中心縦方向軸の周りに回転する。

回転熱交換モジュール１１０の屋内側に、回転熱交換モジュール１１０の先細り外形に一致する内向きプロファイル、及びユニットケーシング３の内側に一致する外向きプロファイルを有する静的外側フローセパレータナイフ３１２、３１３を備えたスリーブエアガイドアセンブリ３３０が設けられる。静的外側フローセパレータナイフ３１２、３１３は、回転熱交換モジュール１１０の外側と回転熱交換モジュール１１０の領域にあるユニットケーシング３の内側との間の空間を２つの縦方向半分、すなわち給気流用のチャネルを提供する一方の半分と、反対方向の排気流用のチャネルを提供するもう一方の半分とに分ける。静的外側フローセパレータナイフ３１２、３１３の静止位置は、縦方向のタイトフィットする中央ダクトナイフ３０７、３０８の静止位置に対応する。これらの縦方向ナイフ３０７、３０８、３１２、３１３の効果は、回転熱交換モジュール１１０がゆっくり回転するときに、回転熱交換モジュール１１０を通過する気流が、縦方向の静的外側フローセパレータナイフ３１２、３１３及び縦方向のタイトフィットする中央ダクトナイフ３０７、３０８の位置により第１の方向に静的に規定された回転熱交換モジュール１１０の一方の縦方向半分に導かれ、もう一方の方向に熱交換モジュール１１０の反対の縦方向半分を通過するものである。縦方向熱交換モジュール１１０の回転は、各方向に流れる気流間に熱交換をもたらすことになる。屋内温度が屋外温度より高い場合、排気は、タイトフィットする中央ダクトナイフ３０７、３０８により画定された縦方向半分エリアにある回転熱交換モジュールを温めることになり、熱交換モジュール１１０の加熱されたエリアが回転し、タイトフィットする中央ダクトナイフ３０７、３０８により画定された反対側に進入するとき、給気は熱交換モジュール１１０のより高い温度によって加熱されることになる。

スリーブエアガイドアセンブリの屋内側に、屋内側のルームユニットに対する均等な分配を達成するための複数の包囲エアディレクションフォイル３１４が設けられる。端部キャップ３１６は、組み立てる際に回転熱交換モジュール１１０を支持及び保持するために設けられる。センタ穴３１７は、静的中央ダクト構造１０９をその突出部材１６７を受けることによって保持するために設けられ、突出部材１６７の基部は屋内側玉軸受１２０の中心を形成することがある。スリーブエアガイドアセンブリ３３０は、スリーブエアガイドアセンブリ３３０の屋外端部寄りに、縦方向の静的外側フローセパレータナイフ３１２、３１３の正確かつ安定した位置決めを保証するための１つ以上の包囲フォイル支持リング３１１を備えることがある。

実験は、回転熱交換モジュール１１０がほとんど全ての条件下で結露問題を解決することを示す。

本発明のさらなる実施形態では、図２１Ａから図２１Ｅ及び図２２Ａから図２２Ｃに示すようにインペラの屋内側にエアフィルタが取り付けられることがある。この実施形態では、インペラ２１０とフィルタ２１１はいずれも回転する関係で共に接続配置される。インペラの排気流入の外径２１４に合うように適合された内径を有する円形インペラダクト２１３が、インペラの屋内側から延在している。排気スピン素子２３２が、内側でインペラ構造の中央部２３１に取り付けられ、これを中心に環状に等間隔で離間した複数のプロペラ羽根／片を備え、中央部２３１は屋内側に向かって縦方向に伸び、プロペラ羽根は中央部２３１から外側を向き、任意選択で外側において円形インペラダクト２１３の内側に取り付けられ、プロペラ羽根は、インペラが回転するときに排気が回転するインペラに向けられ進入する前にこれに回転を加えるのを支援するように、インペラの排気入口に向かって湾曲している。これによってノイズ及び排気１８、１９流に対する抵抗が減る。

フィルタ２１１はパイプ状であり、好ましくは円錐体として形成され、給気１６、１７がインペラ２１０から流出するときに縦方向に配向されたパイプ状フィルタ２１１の第１の部分の内側に向かって流れるように、インペラ２１０及びインペラダクト２１３の給気出口チャネルに及ぶ縦方向のインペラ２１０及びインペラダクト２１３の外側に取り付けられる。パイプ状フィルタ２１１の第２の部分が円形インペラダクト２１３の外側に及ぶ。パイプ状フィルタ２１１の円錐形状は、インペラ側がより大きい内径を有する。円錐形フィルタ２１１の小さい方の内径は円形インペラダクト２１３の外径に一致し、パイプ状フィルタ２１１の狭端部は、給気１６、１７がパイプ状フィルタ２１１の内側に沿って分配されるときに、全ての空気を、エアフィルタ２１１を通り縦方向の給気流路２２４に対してほぼ垂直にフィルタを通過させるように、閉じた状態でインペラダクト２１３にフィットする。パイプ状フィルタ２１１はインペラ２１０と共に回転する。給気１６、１７がパイプ状フィルタ２１１の縦方向内面全体に到達するのに十分な空間を確保するためにインペラダクトの外側に内側間隔部材（図示せず）が配置されることがある。これらの間隔部材は、回転するインペラ２１０からの空気圧がパイプ状フィルタ２１１を外向きに十分に押して、フィルタの内面に沿った給気１６、１７の流れの分配に十分な空間を与え得るときは省かれることがある。インペラは、この実施形態ではパイプ状フィルタ２１１の屋外端部を受けるための屋内に面した側に基部として形成された突出フランジ２１５を備えることがある。突出フランジ２１５の屋外に面した側の外側部がエアラビリンスシール又はシール滑動面を備え、シールは、インペラユニットケーシング２１８に固定的に取り付けられている対応する静的なシール状フランジ２１６と係合状態で作動する。静的なシール状フランジ２１６は、インペラ２１０、円錐形フィルタ２１１及びインペラダクト２１３のアセンブリがインペラユニットケーシング２１８及びフィルタケーシング２１９に配置される高さを規定する。

給気１６、１７は、インペラ２１０及びパイプ状フィルタ２１１が回転しているときに外向きに流れ／流されパイプ状フィルタ２１１を通過する。パイプ状フィルタ２１１の外側に、静的フィルタケーシング２１９の一部分は、その内側の静的なシール状フランジ２１６とエアディレクタユニット２２０との間に、給気がパイプ状フィルタ２１１の外面から出てエアディレクタユニット２２０に向かって流れる空間及び経路を画定する糸状オーガ部材２２１を備えることがある。エアディレクタユニット２２０は、エアディレクタ内側リング２２２を備え、エアディレクタ内側リング２２２の直径はインペラダクト２１３の内側先端径２２３と同程度である。エアディレクタ内側リング２２２とインペラダクト２１３の内側先端径２２３との間にインペラ内側ダクトエアシール（図示せず）が設けられる。インペラ内側ダクトエアシール（図示せず）は、給気路１６、１７が排気路１８、１９から分離されるのを防ぐ。糸状オーガ部材２２１は、空気を制御された螺旋軌道で屋内側に向けて下流に配向し、糸状オーガ部材２２１はまたトンネル効果を減少させる。

インペラ２１０、インペラダクト２１３及びパイプ状フィルタ２１１は接続され、モータ１０３が駆動されるとき一緒に回転することになる。モータはインペラ２１０の中央に配置されたインペラモータハウジング２１２に含まれ、インペラモータハウジング２１２はインペラ２１０の一体化された中央部であることがあり、さらに静的インペラユニットケーシング２１８に固定的に取り付けられているモータ１０３が屋外側からインペラモータハウジング２１２に入るように屋外側に向いた開口部を提供する。インペラ２１０、インペラダクト２１３及びパイプ状円形フィルタ２１１は、換気ユニット２３０の屋内側で静的インペラユニットケーシング２１８から引き抜くことによって取り外されることがある。次いでパイプ状円形フィルタ２１１は、インペラ２１０及びインペラダクト２１３から引き離すことによって取り外されることがある。インペラ２１０は掃除されることがあり、インペラ２１０、インペラダクト２１３及びパイプ状円形フィルタ２１１のアセンブリを、突出フランジ２１５のエアラビリンスシール又はシール滑動面が静的インペラユニットケーシング２１８に固定的に取り付けられている静的なシール状フランジ２１６に接続するまで静的インペラユニットケーシング２１８に押し込むことによって、静的インペラユニットケーシング２１８に取り付ける前にインペラダクト２１３の周囲に新しいパイプ状円形フィルタ２１１を取り付けることができ、インペラ２１０はモータ１０３に接続する。

静的フィルタケーシング２１９エアディレクタユニット２２０は一体的に形成されることがあり、少なくとも静的フィルタケーシング２１９は、ユニットケーシング３の内部に押し込まれるときに、抜け止め状にユニットケーシング３の内側にぴったりフィットするように寸法付けられた外径を備える。

次に、換気ユニット２３０の一実施形態は、屋内カバー２６４及びユニットケーシング３が、回転熱交換モジュール１１０と、屋内側玉軸受１２０を介して静的端部キャップ３１６に接続されている固定中央ダクト構造１０９とを備える換気アセンブリをホールド支持する、断面図２２Ｃに示されるように組み立てられることになる。屋内側玉軸受１２０はまた、回転熱交換モジュール１１０の回転接続点を提供する。固定中央ダクト構造１０９の屋外側に、固定中央ダクト構造１０９の最屋外側で接続された中心スポーク３２７により固定的に保持されている中央ダクトハブ３２５がモータ側玉軸受１１９を提供する。モータ側玉軸受１１９はさらに、インペラ２１０及びパイプ状フィルタ２１１を備えたインペラアセンブリを、インペラユニットケーシング２１８に固定的に取り付けられている静的なシール状フランジ２１６に向かって押しながら所定の位置に回転接続保持する。モータシャフト４を収容するための軸ケーシング１０４を備えたインペラの保持中央凹部が、モータ及びインペラアセンブリ間を回転接続し、インペラアセンブリを取り付けるとき、軸ケーシング１０４は、モータ軸４を保持する弾性ばね力を提供するように設計されることがある。限定的ではないが、オスメス状の凸部及び凹部、ボルトナット接続、クリックコネクタ、インペラアセンブリの中央ダクトへの軸のスプリント固定などの他の接続機構が設けられることもある。

換気ユニットのさらなる実施形態が図２３Ａから図２３Ｃに示されており、図２３Ｂには熱交換モジュールが引き抜かれた様子が示され、さらに図２３Ｃではインペラ及び回転フィルタが引き抜かれている。給気１６、１７及び排気流１８、１９の経路は図２３Ａに示されている。

さらなる実施形態では、換気ユニット１は最大換気効果／気流をもたらすように適合されることがある。このようなケースにおいて、回転熱交換モジュール１１０、ルームユニット及びフィルタユニット３００は、図１９Ａから図１９Ｃに示すように静的モジュール１９０、ルームモジュール及び任意選択的フィルタ（以下サマーモジュールという）と置き換えられることがある。サマーモジュールは主として、熱交換を行う必要がなく、フィルタリング及び／又は過度の熱の輸送のための高気流がより重要である場合に使用される。サマーモジュール１９０は、デュアルモードファン２００の屋内側のユニットケーシング３に配置される。サマーモジュール１９０は、内側中央ダクト１９３と、内側中央ダクト１９３の壁の外面及びユニットケーシング３の内面により画定された環状縦方向ダクト１９４とを備える。サマーモジュール１９０は、換気ユニット１の屋内側からの排気流が内側中央ダクト１９３を通って、デュアルモードファン２００におけるデュアルモードインペラ２の屋内側の内側中央部１０２に進入する直接経路を提供する。反対方向では、給気をデュアルモードファン２００におけるインペラ２の屋内側の外側環状リングエリア１８２から直接、環状縦方向ダクト１９４を通って換気ユニット１の屋内側に導く。

サマーモジュール１９０はさらに、給気１６、１７の経路に配置された給気をフィルタリングするための花粉／スモッグフィルタ１９２が設けられることがある。花粉／スモッグフィルタ１９２は、花粉／スモッグフィルタ１９２の屋内側により幅広の外周を有する円錐形に形成され、内側中央ダクト１９３の壁の外面及びユニットケーシング３の内面により画定された環状縦方向ダクト１９４に配置されることがある。花粉／スモッグフィルタ１９２のデュアルモードファン２００に最も近くなる狭端部における内径は、内側中央ダクト１９３の外径に一致する内周を有するため、給気は花粉／スモッグフィルタ１９２の内側を擦り抜けることができない。もう一方の端部では、換気ユニットの屋内側に近い花粉／スモッグフィルタ１９２の最も幅広の部分の外径がユニットケーシング３の内径に一致するため、給気は換気ユニット１のルームユニットに進入する前にフィルタを通過することなく外側で擦り抜けることができない。このように、給気はデュアルモードファン２００から換気ユニット１の屋内側に流れる際に花粉／スモッグフィルタ１９２を通過しなければならない。フィルタリング特性をスループット要件及び花粉及び汚染の程度に適合させることがある。

本発明の一実施形態では、第１の実施形態における回転熱交換モジュール１１０及びルームユニットは交換可能なアセンブリとして提供され、静的なサマーモジュール１９０及び任意選択的な花粉／スモッグフィルタ１９２を備えるルームユニットの第２の実施形態と容易に交換することができる。これによってユニットは、温暖な気候／季節における有効な冷却装置となるだけでなく強力な空気清浄器となる。

換気ユニット１の屋内側は周辺包囲フローガイド２６０、２６３及び屋内カバー１２２、２６４を備えたルームユニットで終端し、フローガイドは一方向又は両方向の気流を部分的に制限することができるアセンブリによって画定されることがある。

ルームユニットの一実施形態では、図２０に示されるように、気流は屋内カバー２６４と包囲基部２６５との間の周辺環状リングに気流に対して垂直に配置された複数のフォイル２６３によって誘導される。ルームユニットが回転熱交換モジュール１１０及び縦方向の静的な外側フローセパレータナイフ３１２、３１３を備えた換気ユニット１上に配置される場合、給気は屋内カバー２６４と包囲基部２６５との間の周辺環状リングの一方の半分にあるフォイル２６３間から吹き出すことになり、排気は反対側の半分に吸い込まれることになる。フォイルは一方の側２６６、２６７で回転ヒンジ連結され、反対の側２６６、２６７でフォイル回転手段（図示せず）に接続されるため、より大きいフォイル面積を気流に入れるように回転可能であり、結果として気流をいずれかの流れ方向に制限することがある。回転手段は、両方の流れを独立に絞ることができるようにルームユニットに配置された１つ以上の小型の電動機によって駆動されることがある。したがって、例えば４つのモード、すなわち低給気流／低排気流、低給気流／高排気流、高給気流／低排気流、及び高給気流／高排気流が提供されることがある。より少ないモードが使用されることがあり、さらに中間位置が選択可能になることもある。そして、換気ユニットの屋内側に真空、平衡又は超過圧力条件を提供することは可能なボットである。これは、差圧が変化する間に最大効率を達成するようにユニットのバランスを保つことを可能にする。

１つの例示的なシナリオでは、「就寝モード」が換気ユニットによる換気が最低限に留められることを保証することができる。例えば、日中の寝室。風の強い日の熱気の激しい漏れを防止するために、給気流及び排気流は共に最大限に絞られることがある。

個々の絞りが必要とされるさらなるシナリオでは、花粉の季節にサマーモジュールを使用することがある。風の強い日に、絞りは超過圧力を屋内側に供給するように設定されることがあり、清浄で花粉を含まない空気を含む給気が家屋に押し込まれることによって、家屋内部の超過圧力を維持し、花粉が小さい隙間やクラックから家屋内に漏れ込むことを防ぐ。

静的なサマーモジュール１９０と共に使用されるルームユニットの第２の実施形態では、図１９Ａから図１９Ｃに示されるように、給気流１６、１７は、内側中央ダクト１９３の壁の外面及びユニットケーシング３の内面により画定された環状縦方向ダクト１９４から、任意選択的な花粉／スモッグフィルタ１９２を通って流れ、流入カバー１９５と包囲基部２６５との間の周辺環状リングに気流に対して垂直に配置された複数のハウスユニットフォイル２６３により誘導されることによって換気ユニット１から出る。包囲基部２６５は、部屋壁自体をチャネリング面として使用することによって省かれることがある。流入カバー１９５は、一方の端部で内側中央ダクト１９３の屋内端部に接続されている外方湾曲フランジとして形成され、外側に直径が伸びてハウスユニットフォイル２６３を通じて給気を誘導する。ハウスユニットフォイル２６３は、一方の側２６６、２６７で回転ヒンジ連結され、反対の側２６６、２６７でフォイル回転手段（図示せず）に接続されるため、より大きいフォイル面積を気流に入れるように回転可能であり、結果として給気流を制限することがある。回転手段は、ルームユニットに配置された１つ以上の小型の電動機によって駆動されることがある。排気１８、１９は、流入カバー１９５の外面及び排気カバー１９１の内面により画定された円形ルームユニット排気ダクト１９６によってルームユニットに導入される。排気カバー１９１は、有利には流入カバー１９５のカーブを反映する凹形状で形成されることがあり、その結果、排気流が円形ルームユニット排気ダクト１９６を通って内側中央ダクト１９３に流入するときに、排気流には乱流がほとんどない。別のハウスユニットフォイル（図示せず）が円形ルームユニット排気ダクト１９６の排気流の経路に配置されることがあり、これらのフォイルもまた、上記のようにフォイル回転手段（図示せず）に回転ヒンジ連結及び接続されることがある。

図１、図４、図５、図７及び図８に示すさらなる実施形態では、ルームユニットフローガイド２６０は、気流が通過しなければならない穿孔２６１面を備えることがある。フローガイド２６０はまた、動的に変更可能な制限機能を有することがある。これは、フローガイド２６０に第２の可動穿孔フィルム２６２を追加することによって達成されることがある。第２の可動穿孔フィルム２６２に接続されたステッピングモータなどの制御手段を追加することによって、フローガイド２６０の穿孔２６１の上で第２の可動穿孔フィルム２６２の穿孔を滑らせること、すなわちフローガイド２６０を通過する際の流れ抵抗を変えることが可能である。気流は、流量制限器の一半側では屋内側に、他半側では反対方向に配向される。流れはフローガイド２６０の一半側又は両半側に制限されることがあり、したがって、換気ユニット１が換気ユニット１の屋内側に加圧効果又は真空効果をもたらすことができる。

ルームユニットは本発明の換気ユニットの最適動作に関与しているが、上記のルームユニットの実施形態のいずれをも他の換気ユニットタイプの実装のためのスタンドアロン装置として提供することができると認められる。

一実施形態では、換気ユニット１は屋外環境と部屋内部との間の壁に設置される。壁は、典型的には公差を含みユニットケーシング３の外側断面に対応する断面を有する貫通チャネルを備える。断面形状は、換気ユニットの場合にも当てはまるように、壁の深さ（壁の厚さ）全体にわたって均一であることがある。換気ユニットは円筒外形を有することがある。ダクトスリーブ（図示せず）が壁の貫通チャネルに設置されるように設けられることがある。ダクトスリーブの内部形状は、換気ユニット１及びその追加の配線及び任意選択的なセンサ接続部の外形と一致することがある。ダクトスリーブは、換気ユニット１に含まれたモータ、センサ及び電子機器に電力供給するための、換気ユニットに設けられた配線に接続するように適合されている電力及び任意選択的な制御信号配線及びコネクタのための貫通孔を有することがある。コネクタ及び形状は、換気ユニット１をダクトスリーブに滑り込ませることができ、スナップラッチロックがこれを所定の位置に保持し完全に動作可能とし得るものであってよい。連続動作モードと、熱交換モードアセンブリとサマーモードアセンブリとを切り替え可能な実施形態とを共に提供するために、他のロック機構を使用することもある。

インペラが自由に動作できるようにインペラ側が屋外側環境に配向されるように換気ユニット１が設置される。インペラの外側にインペラ保護カバーを取り付けることは任意選択であり、インペラ保護カバーはまた、インペラ２に対して進入する気流１６及び押し出される気流１９の誘導及び分離を行うことがある。

換気ユニット１の第３の実施形態では、図１５、図１６、図１７及び図１８に示す、より厚い壁への換気ユニット１の設置を可能にするための別のエクステンダダクト及び別の空気配向モジュールが設けられる。したがって、このような壁では、標準長バージョンのインペラ２は外側から見ていくらか壁の中に配置されることになる。エクステンダは、換気ユニットの屋外側からの給気１６をインペラ２に導くための内側中央エクステンダダクト１８０と、インペラ２からの排気１９を換気ユニット１の屋外側に導くための、内側中央エクステンダダクト１８０の周囲の同心外側ダクト１８１とを提供する。より長いエクステンダダクトは、インペラ２から出て換気ユニット１の屋外側に向かう排気１９のエアスピンを止めるための別の空気配向モジュール１６０を提供することが有利なことがある。屋外側のインペラ２の流出チャネルから流入チャネルを分離する環状フランジ１７１上にエアラビリンスシール１７０が設けられ、別の空気配向モジュール１６０の同心内側フランジの内側部１６１に接続する。同様に、内側中央エクステンダダクト１８０の円形内側部１８２は、別の空気配向モジュール１６０の同心内側フランジの外側部１６２に封止的に配置され、その結果、内側中央エクステンダダクト１８０を流れる給気は、インペラからの排気１９を外側に導く内側中央エクステンダダクト１８０の周囲の同心外側ダクト１８３を反対方向に流れる排気流に漏れることがない。

熱交換モジュール及びフィルタモジュール（図示せず）のさらなる実施形態には、非回転の固定フィルタモジュールと、モータ駆動回転熱交換モジュールと、が設けられることがある。熱交換モジュールは、インペラモータに接続されたギア付きの軸によって、又は熱交換モジュールを回転させるのに単独で使用される別個のモータによって駆動されることがある。

本発明のさらなる実施形態では、デュアルモードファンは、モバイル装置として単独で動作するか又は地下室内などの湿気及び／又はラドン問題を有する部屋を乾燥させるための最適化ユニットを提供する壁ダクトに設置された逆流熱交換器と組み合わせられることがある。このような環境では、熱交換もエアフィルタリングも重要ではなく、課題は気流の屋内側ルームからの十分な量の空気を移すことである。排気が外部に輸送されなければならず、乾燥空気が供給されなければならない。したがって、排出能力を備えた典型的な逆流ユニットがファンユニットと直列に接続されることがある。

以上で定義された又は上記実施形態からの任意の数の特徴が個別に組み合わせられる換気ユニットの実施形態は、提供された遠方監視制御システムとの通信接触を可能にする有線又は無線通信手段が設けられることがある。この遠方監視制御システムは、クラウドサービスや、ラップトップ、タブレット、スマートフォンほかなどのスタンドアロンのハンドヘルドコンピュータに提供されるアプリケーション／アプリ、通信手段及び解析プログラムを備えることがある。したがって、換気特性の監視及び制御は、遠隔制御装置からのサービス又はユーザ定義として提供されることがある。換気ユニットのセンサ及びモータは遠隔制御されることがある。

２つ以上の換気ユニットが、換気ユニットに含まれた通信手段を介して又は遠方監視制御システムを介して通信接触することがある。センサがまた、換気ユニットの屋内側の環境に設置され、換気ユニットの制御ユニット１０５及び／又は遠方監視制御システムと連絡を取って換気システムのさらに柔軟な制御機能を提供することがある。

本発明はさらに、デュアルモードインペラ２、２１０と、デュアルモードインペラ２、２１０に回転力を与えるためのモータ１０３と、を備えた、ルーム換気ユニットに使用されるデュアルモードインペラアセンブリであって、デュアルモードインペラ２、２１０が、その縦方向中心軸１６６の周りを回転するための円筒形状を有し、複数の給気チャネル６１及び排気チャネル６２を備え、デュアルモードインペラ２、２１０が回転するとき、給気チャネル６１が給気１６、１７を、デュアルモードインペラ２、２１０の第１の側の中央部１８１からデュアルモードインペラ２、２１０の第２の側の外側環状部１８２に向かって、またデュアルモードインペラ２、２１０の第２の側の外側環状部１８２からデュアルモードインペラ２、２１０の第１の側の中央部１８１に流し、排気チャネルが排気１８、１９を反対方向に、デュアルモードインペラ２、２１０の第２の側の中央部１０２からデュアルモードインペラ２、２１０の第１の側の外側環状リングエリア１８４に向かって、またデュアルモードインペラ２、２１０の第１の側の外側環状リングエリア１８４からデュアルモードインペラ２、２１０の第２の側の中央部１０２に導き、給気チャネルの壁が給気チャネル６１の間に交差して流れ込む排気チャネル６２の壁の一部を成すように設計された、デュアルモードインペラアセンブリの第１の装置実施形態に示されることがある。

デュアルモードインペラ２、２１０の第２の側に配置された円形状エアフィルタ１０８、２１１をさらに備え、円形状エアフィルタ１０８、２１１が、デュアルモードインペラ２、２１０の第２の側の外側環状部１８２から流出する給気１６、１７を受けるための、デュアルモードインペラに面した第１の面を有する、第１の装置実施形態に係る第２のデュアルモードインペラアセンブリ。

外側の給気１６、１７と内側の排気１８、１９とをデュアルモードインペラ２、２１０の第２の側で分離するための縦方向中央ダクト１１１、２１３が設けられ、縦方向中央ダクト１１１、２１３の第１の部分がデュアルモードインペラ２、２１０の第２の側の中央部１０２、２１４の直径に一致するように適合された直径を備え、縦方向中央ダクト１１１、２１３が、給気流１６、１７及び排気流１８、１９間の空気がほとんど又は全く混ざることがないようにデュアルモードインペラ２、２１０に封止的に配置され、円形状エアフィルタ１０８、２１１の少なくとも一部分が縦方向中央ダクト１１１、２１３の上方かつ外側に配置される、第１又は第２の装置実施形態に係る第３のデュアルモードインペラアセンブリ。

デュアルモードインペラ２、２１０の第２の側の給気流１６、１７路に配置された円形状の静的エアディレクタ１０７、２２０をさらに備え、円形状の静的エアディレクタ１０７、２２０が中央ダクト１１１、２２２の周辺外側にある環状流入路内に配置されたフォイルを備え、エアディレクタ１０７、２２０のフォイルが、デュアルモードインペラ２、２２０の回転から生じる給気の回転力の大部分を阻止するために設けられた、第１～第３の装置実施形態のいずれかに係る第４のデュアルモードインペラアセンブリ。

フォイルが「低角度」アプローチで境界層に衝突するときに生じる波乗り効果を低減させるための２つ以上の入口高さｈ１、ｈ２を備える、第４の装置実施形態に係る第５のデュアルモードインペラアセンブリ。

デュアルモードインペラがさらに、モータシャフト４の一部分を受け入れ保持するための中央凹部を有する中央縦方向に配置されたモータシャフトケーシング１０４を備えた、第１の装置実施形態に係る第６のデュアルモードインペラアセンブリ。

モータシャフトケーシング１０４が、受け入れたモータシャフト４に保持力を与えるための、弾力材、オスメス状の凸部及び凹部、ボルトナット接続、クリックコネクタ、又はインペラアセンブリの中央ダクトへの軸のスプリント固定のうちの１つを含む、第６の装置実施形態に係る第７のデュアルモードインペラアセンブリ。

インペラの第２の側に縦方向に配置された熱交換モジュール１１０をさらに備え、熱交換モジュール１１０がハーフパイプ状の中央ダクト構造１０９の周りを回転するように構成され、熱交換モジュール１１０がさらに、デュアルモードインペラ２、２１０の第２の側の外側環状部１８２から流れて熱交換モジュール１００の一方の縦方向半分に導きこれを通過する全ての給気１６、１７を受けるための包囲コレクタチャネル３２０を備え、排気１８、１９が熱交換モジュール１１０の他方の縦方向半分を流れ、中央ダクト構造１０９が熱交換モジュール１１０の内側の気流を縦方向に２等分するためのハーフパイプ構造を備え、中央ダクト構造１０９がさらに、各側で外方に延在する中央ダクトナイフ３０７、３０８をその側面に有し、中央ダクトナイフ３０７、３０８が熱交換モジュール１１０の内側の曲率に適合する半径方向周辺端部形状を有し、デュアルモードインペラアセンブリがさらに、回転熱交換モジュール１１０の先細り外形に一致する内向きプロファイル、及びユニットケーシング３の内側に一致する外向きプロファイルを有する静的外側フローセパレータナイフ３１２、３１３を備えたスリーブエアガイドアセンブリ３３０を備え、中央ダクトナイフ３０７、３０８及び静的外側フローセパレータナイフ３１２、３１３が熱交換モジュールの内側及び外側に縦方向に対で整列配置された、第１～第７の装置実施形態のいずれかに係る第８のデュアルモードインペラアセンブリ。

デュアルモードインペラ２、２１０及び円形状エアフィルタ２１１が回転する関係で共に接続配置され、円形状エアフィルタ２１１がパイプ状であり、デュアルモードインペラ２、２１０の第２の側の一部分及び縦方向中央ダクト２１３の一部分にわたってほぼ縦方向に延在し、エアフィルタ２１１を通る縦方向に対してほぼ垂直な給気流路２２４を提供する、第２～第８の装置実施形態のいずれかに係る第９のデュアルモードインペラアセンブリ。

熱交換モジュール１１０及び円形状エアフィルタ１０８、２１１が回転する関係で共に接続配置され、円形状エアフィルタ１０８、２１１が、縦方向に対してほぼ垂直な方向に延在し、エアフィルタ１０８を通る縦方向給気流３２１路を提供する、第２～第８の装置実施形態のいずれかに係る第１０のデュアルモードインペラアセンブリ。

周辺包囲フローガイド２６０、２６３及び換気ユニットの屋内側を終端させるための屋内カバー１２２、２６４をさらに備えた、第１から第１０の装置実施形態のいずれか１つに係るデュアルモードインペラアセンブリを備えた第１の換気ユニット実施形態。

フローガイド２６０、２６３が、一方向又は両方向の気流を部分的に制限することができるアセンブリによって画定されることがある、第１の換気ユニット実施形態に係る第２の換気ユニット。

Claims (12)

1. デュアルモードインペラ（２、２１０）と、前記デュアルモードインペラ（２、２１０）に回転力を与えるためのモータ（１０３）と、を備えたルーム換気ユニットに使用されるデュアルモードインペラアセンブリであって、
   前記デュアルモードインペラ（２、２１０）が、その縦方向中心軸（１６６）の周りを回転するための円筒形状を有し、複数の給気チャネル（６１）及び排気チャネル（６２）を備え、
   前記デュアルモードインペラ（２、２１０）が回転するとき、前記給気チャネル（６１）が給気（１６、１７）を、前記デュアルモードインペラ（２、２１０）の第１の側の中央部（１８１）から前記デュアルモードインペラ（２、２１０）の第２の側の外側環状部（１８２）に向かって、また前記デュアルモードインペラ（２、２１０）の第２の側の外側環状部（１８２）から前記デュアルモードインペラ（２、２１０）の第１の側の中央部（１８１）に流し、
   前記排気チャネルが、排気（１８、１９）を反対方向に、前記デュアルモードインペラ（２、２１０）の前記第２の側の中央部（１０２）から前記デュアルモードインペラ（２、２１０）の前記第１の側の外側環状リングエリア（１８４）に向かって、また前記デュアルモードインペラ（２、２１０）の前記第１の側の外側環状リングエリア（１８４）から前記デュアルモードインペラ（２、２１０）の前記第２の側の中央部（１０２）に導き、
   前記給気チャネルの壁が、前記給気チャネル（６１）の間に交差して流れ込む前記排気チャネル（６２）の壁の一部を成すように設計されている、デュアルモードインペラアセンブリ。
2. 前記デュアルモードインペラ（２、２１０）の前記第２の側に配置された円形状エアフィルタ（１０８、２１１）をさらに備え、
   前記円形状エアフィルタ（１０８、２１１）が、前記デュアルモードインペラ（２、２１０）の前記第２の側の前記外側環状部（１８２）から流出する前記給気（１６、１７）を受けるための、前記デュアルモードインペラに面した第１の面を有する、請求項１に記載のデュアルモードインペラアセンブリ。
3. 外側の給気（１６、１７）と内側の排気（１８、１９）とを前記デュアルモードインペラ（２、２１０）の前記第２の側で分離するための縦方向中央ダクト（１１１、２１３）が設けられ、
   前記縦方向中央ダクト（１１１、２１３）の第１の部分が、前記デュアルモードインペラ（２、２１０）の前記第２の側の前記中央部（１０２、２１４）の直径に一致するように適合された直径を備え、
   前記縦方向中央ダクト（１１１、２１３）が、給気流（１６、１７）及び排気流（１８、１９）間の空気がほとんど又は全く混ざらないように前記デュアルモードインペラ（２、２１０）に封止的に配置され、
   前記円形状エアフィルタ（１０８、２１１）の少なくとも一部分が、前記縦方向中央ダクト（１１１、２１３）の上方かつ外側に配置された、請求項１又は２に記載のデュアルモードインペラアセンブリ。
4. 前記デュアルモードインペラ（２、２１０）の前記第２の側の前記給気流（１６、１７）路に配置された円形状の静的エアディレクタ（１０７、２２０）をさらに備え、
   前記円形状の静的エアディレクタ（１０７、２２０）が、中央ダクト（１１１、２２２）の周辺外側にある環状流入路内に配置されたフォイルを備え、
   前記エアディレクタ（１０７、２２０）の前記フォイルが、前記デュアルモードインペラ（２、２２０）の回転から生じる前記給気の回転力の大部分を阻止するために設けられている、請求項１から３のいずれか一項に記載のデュアルモードインペラアセンブリ。
5. 前記フォイルが、「低角度」アプローチで境界層に衝突するときに生じる波乗り効果を低減させるための２つ以上の入口高さ（ｈ１、ｈ２）を備えている、請求項４に記載のデュアルモードインペラアセンブリ。
6. 前記デュアルモードインペラがさらに、モータシャフト（４）の一部分を受け入れ保持するための中央凹部を有する中央縦方向に配置されたモータシャフトケーシング（１０４）を備えている、請求項１に記載のデュアルモードインペラアセンブリ。
7. 前記モータシャフトケーシング（１０４）が、受け入れた前記モータシャフト（４）に保持力を与えるための、弾力材、オスメス状の凸部及び凹部、ボルトナット接続、クリックコネクタ、又はインペラアセンブリの中央ダクトへの軸のスプリント固定のうちの１つを含む、請求項６に記載のデュアルモードインペラアセンブリ。
8. 前記インペラの前記第２の側に縦方向に配置された熱交換モジュール（１１０）をさらに備え、
   前記熱交換モジュール（１１０）が、ハーフパイプ状の中央ダクト構造（１０９）の周りを回転するように構成され、
   前記熱交換モジュール（１１０）がさらに、前記デュアルモードインペラ（２、２１０）の前記第２の側の前記外側環状部（１８２）から流れて前記熱交換モジュール（１００）の一方の縦方向半分に導きこれを通過する全ての給気（１６、１７）を受けるための包囲コレクタチャネル（３２０）を備え、排気（１８、１９）が、前記熱交換モジュール（１１０）の他方の縦方向半分を流れ、
   前記中央ダクト構造（１０９）が、熱交換モジュール（１１０）の内側の気流を縦方向に２等分するためのハーフパイプ構造を備え、
   前記中央ダクト構造（１０９）がさらに、各側で外方に延在する中央ダクトナイフ（３０７、３０８）をその側面に有し、
   前記中央ダクトナイフ（３０７、３０８）が、前記熱交換モジュール（１１０）の内側の曲率に適合する半径方向周辺端部形状を有し、
   前記デュアルモードインペラアセンブリがさらに、回転熱交換モジュール（１１０）の先細り外形に一致する内向きプロファイル、及びユニットケーシング（３）の内側に一致する外向きプロファイルを有する静的外側フローセパレータナイフ（３１２、３１３）を備えたスリーブエアガイドアセンブリ（３３０）を備え、
   前記中央ダクトナイフ（３０７、３０８）及び前記静的外側フローセパレータナイフ（３１２、３１３）が、前記熱交換モジュールの内側及び外側に縦方向に対で整列配置されている、請求項１から７のいずれか一項に記載のデュアルモードインペラアセンブリ。
9. 前記デュアルモードインペラ（２、２１０）及び前記円形状エアフィルタ（２１１）が、回転する関係で共に接続配置され、
   前記円形状エアフィルタ（２１１）が、パイプ状であり、前記デュアルモードインペラ（２、２１０）の前記第２の側の一部分及び前記縦方向中央ダクト（２１３）の一部分にわたってほぼ縦方向に延在し、前記エアフィルタ（２１１）を通る前記縦方向に対してほぼ垂直な給気流路（２２４）を提供する、請求項２から８のいずれか一項に記載のデュアルモードインペラアセンブリ。
10. 前記熱交換モジュール（１１０）及び前記円形状エアフィルタ（１０８）が、回転する関係で共に接続配置され、
    前記円形状エアフィルタ（１０８）が、前記縦方向に対してほぼ垂直な方向に延在し、前記エアフィルタ（１０８）を通る縦方向給気流（３２１）路を提供する、請求項２から８のいずれか一項に記載のデュアルモードインペラアセンブリ。
11. 請求項１から１０のいずれか一項に記載のデュアルモードインペラアセンブリを備えた換気ユニットであって、
    周辺包囲フローガイド（２６０、２６３）及び前記換気ユニットの屋内側を終端させるための屋内カバー（１２２、２６４）をさらに備えている、換気ユニット。
12. 前記フローガイド（２６０、２６３）が、一方向又は両方向の気流を部分的に制限することができるアセンブリによって画定されることがある、請求項１１に記載の換気ユニット。
    

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