(57)【要約】再生式エネルギー及び／又は質量交換アセンブリ（１００）が提供される。再生式アセンブリ（１００）は、交換媒体（１１０）と、流体流（１０）を交換媒体に通すための第１の流路と、更なる流体流（２０、２０’）を交換媒体に通すための少なくとも第２の流路と、前記流体流をそれぞれ交換媒体の異なる領域に通すために、複数の異なる流路を切り替える少なくとも１つの流体流切換弁（２００）と、を含む。この再生式アセンブリを作動させる方法も提供される。
2005500504.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）交換媒体と、
（ｂ）流体流を前記交換媒体に通すための第１の流路と、
（ｃ）更なる流体流を前記交換媒体に通すための少なくとも第２の流路と、
（ｄ）前記流体流をそれぞれ前記交換媒体の異なる領域に通すために、前記複数の異なる流路を切り替える少なくとも１つの流体流切換弁と、
を含む、再生式エネルギー及び／又は質量交換アセンブリ。
【請求項２】
前記交換媒体の一端部に接続された少なくとも１つのハウジングを更に含み、該ハウジング内に前記流路を設けた、請求項１に記載の交換アセンブリ。
【請求項３】
前記流体流切換弁を前記ハウジング内に設けた、請求項２に記載の交換アセンブリ。
【請求項４】
前記ハウジング及び前記流体流切換弁が協働して前記流路を構成する、請求項３に記載の交換アセンブリ。
【請求項５】
前記流体流切換弁が前記ハウジング内で回転可能に取り付けられた、請求項４に記載の交換アセンブリ。
【請求項６】
断面において互いから隔てられ且つ前記流体流が流れる方向に沿って平行に延びた複数のキャビティ内に前記交換媒体が収容された、請求項５に記載の交換アセンブリ。
【請求項７】
前記複数の異なる流体流を前記交換媒体に通すために前記流体流切換弁が回転する、請求項５に記載の交換アセンブリ。
【請求項８】
前記複数の異なる流体流を前記交換媒体の前記複数の異なるキャビティに通すために前記流体流切換弁が回転する、請求項６に記載の交換アセンブリ。
【請求項９】
前記交換媒体と、前記交換媒体の一端部に接続された前記少なくとも１つのハウジングと、前記ハウジング内で回転可能に取り付けられた前記流体流切換弁とを貫通して延びた軸を更に含む、請求項７又は８に記載の交換アセンブリ。
【請求項１０】
前記流体流切換弁の半径範囲が前記交換媒体の半径範囲より略小さい、請求項９に記載の交換アセンブリ。
【請求項１１】
前記交換媒体の一端部に接続された前記少なくとも１つのハウジングが、互いに連通した接続部及び分散部を含む、請求項１０に記載の交換アセンブリ。
【請求項１２】
外部の流体流供給源に接続するよう構成された少なくとも２つのポートを前記接続部が有する、請求項１１に記載の交換アセンブリ。
【請求項１３】
前記交換媒体と連通した開放端を前記分散部が有する、請求項１２に記載の交換アセンブリ。
【請求項１４】
前記接続部の半径範囲が前記分散部の半径範囲より略小さい、請求項１３に記載の交換アセンブリ。
【請求項１５】
前記流体流切換弁が前記接続部内に実質的に配置された、請求項１４に記載の交換アセンブリ。
【請求項１６】
前記流体流切換弁の半径範囲が前記接続部の内壁の半径範囲と略等しい、請求項１５に記載の交換アセンブリ。
【請求項１７】
互いから隔てられた複数のチャンバを前記分散部が含む、請求項１６に記載の交換アセンブリ。
【請求項１８】
前記交換媒体を収容した前記複数のキャビティが中央ハウジング内に配置された、請求項１７に記載の交換アセンブリ。
【請求項１９】
各前記キャビティが隣接するキャビティから断熱された、請求項１８に記載の交換アセンブリ。
【請求項２０】
前記交換媒体を収容した前記複数のキャビティが前記分散部の前記複数のチャンバに対応して配置された、請求項１９に記載の交換アセンブリ。
【請求項２１】
前記キャビティ及び前記チャンバの断面形状が略等しく且つ軸方向回りに略均等に離間された、請求項２０に記載の交換アセンブリ。
【請求項２２】
前記チャンバの数が３つであると共に前記キャビティの数が３つである、請求項２１に記載の交換アセンブリ。
【請求項２３】
前記チャンバの数が５つであると共に前記キャビティの数が５つである、請求項２１に記載の交換アセンブリ。
【請求項２４】
前記流体流切換弁が、軸方向に沿って順に第１セグメント、第１縮径部、第２セグメント、第２縮径部及び第３セグメントと、前記流体流切換弁内の内部空間を画定する内孔と、前記第２縮径部の外壁の第１のポートから前記内部空間を通って前記第１セグメントの外壁の第２のポートまで延びた第１の流路と、前記第１縮径部に隣接した前記第１セグメントの端部壁の第３のポートから前記第１セグメントの外壁の第４のポートまで延びた第２の流路とを含むと共に、前記第１の流路及び前記第２の流路が互いから隔てられた、請求項２２又は２３に記載の交換アセンブリ。
【請求項２５】
前記流体流切換弁と前記接続部との間に密閉手段を設けた、請求項２４に記載の交換アセンブリ。
【請求項２６】
前記流体流切換弁の前記第１、第２及び第３セグメントの各々と前記接続部の前記内壁との間に密閉手段を設けた、請求項２５に記載の交換アセンブリ。
【請求項２７】
前記接続部が開放端と該開放端を閉止する閉止手段とを有する、請求項２６に記載の交換アセンブリ。
【請求項２８】
前記交換媒体の一端部に接続された前記ハウジングと前記中央ハウジングとの間に設けられたスナップ式接続手段を更に含む、請求項１８に記載の交換アセンブリ。
【請求項２９】
前記交換媒体のいずれかの端部に配置された第１の端部ハウジング及び第２の端部ハウジングを有する、請求項２０に記載の交換アセンブリ。
【請求項３０】
前記第１の端部ハウジング内に第１の流体流切換弁が配置されると共に前記第２の端部ハウジング内に第２の流体流切換弁が配置された、請求項２９に記載の交換アセンブリ。
【請求項３１】
前記第１の端部ハウジングの前記分散部の前記複数のチャンバの位置が、それと対応する前記第２の端部ハウジングの前記分散部の前記複数のチャンバの位置と軸方向において略揃った、請求項３０に記載の交換アセンブリ。
【請求項３２】
前記第１及び第２の流体流切換弁がそれぞれの端部ハウジング内に対応して配置され且つ動作中に同位相で回転する、請求項３１に記載の交換アセンブリ。
【請求項３３】
（ａ）少なくとも２つの流体流を交換媒体の複数の異なる領域に通す工程と、
（ｂ）既に異なる流体流が通過した前記交換媒体の領域を前記流体流の少なくとも一方が通過するように、前記交換媒体に向かう前記流体流の流路を変更する工程と、
を含む、少なくとも２つの流体流間でエネルギー及び／又は質量を交換する方法。
【請求項３４】
前記各流路が流体流切換弁によって変更される、請求項３３に記載の方法。
【請求項３５】
前記交換媒体の一端部に接続されたハウジング内に前記流体流切換弁を設けた、請求項３４に記載の方法。
【請求項３６】
前記ハウジング及び前記流体流切換弁が協働して前記流路を構成する、請求項３５に記載の方法。
【請求項３７】
前記流体流切換弁が前記ハウジング内で回転可能に取り付けられた、請求項３６に記載の方法。
【請求項３８】
断面において互いから隔てられ且つ前記流体流が流れる方向に沿って平行に延びた複数のキャビティ内に前記交換媒体が収容された、請求項３７に記載の方法。
【請求項３９】
前記複数の異なる流体流を前記交換媒体に通すために前記流体流切換弁が回転する、請求項３７に記載の方法。
【請求項４０】
前記複数の異なる流体流を前記交換媒体の前記複数の異なるキャビティに通すために前記流体流切換弁が回転する、請求項３７に記載の方法。
【請求項４１】
前記工程（ａ）において、前記複数の流体流を前記交換媒体の複数の異なる領域に通すことが並流方向で行われる、請求項３７に記載の方法。
【請求項４２】
前記工程（ａ）において、前記複数の流体流を前記交換媒体の複数の異なる領域に通すことが対向流方向で行われる、請求項３７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的に、少なくとも２つの流体流間でエネルギー及び質量を交換する方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
２つの流体流間で顕熱、潜熱及び水分を交換する従来の再生式装置は、ホイール状のものを製造可能であり、エンタルピーホイール、エネルギーホイール又は熱交換ホイールと呼ばれ得る（本明細書では以後「エンタルピーホイール」と呼ぶ）。従来のエンタルピーホイールについては、米国特許第４，０９３，４３５号、第４，９２４，９３４号及び第６，１５５，３３４号で説明されている。
【０００３】
従来のエンタルピーホイールは、一般的に、例えば約４０ｒｐｍ以下と、かなり低速で軸上を回転する。エンタルピーホイールは、一般的に、（水分を吸収可能であり従って顕熱及び潜熱を吸収可能な）乾燥材料がコーティングされた（顕熱を吸収可能な）媒体の基質を収容したハウジングを有する。媒体は、平面状の紙と波形の紙とが交互した複数のシートで作ることができ、開放端を有する波形により、ホイールを軸方向に貫通する多数の平行な経路が設けられる。この波形の構成により、エンタルピーホイールを通る流体の流れが容易になる。ハウジングは媒体と共に、例えばモータによって、軸回りに回転するのが一般的である。
【０００４】
例えば、第１の加湿及び加熱された気流と第２の乾燥した低温の気流との、２つの流体流は、軸方向に沿ってエンタルピーホイールに入ることができる。第１の気流は、一方の側からエンタルピーホイールを通って媒体領域内へと流れ、そこで媒体によって気流の湿度及び熱が吸収されて保持される。第２の気流は、一般的に第１の気流とは反対側からエンタルピーホイールを通って、通常は第１の気流がハウジングに入った領域とは対称の関係にある媒体領域内へと流れる。エンタルピーホイールが軸回りに回転すると、第１の気流からの湿度及び熱を保持及び吸収した媒体領域が、第２の気流がハウジングを通って流れる位置まで回転し、第２の気流の乾燥した低温の空気に湿度及び熱を移す。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明によれば、交換媒体と、流体流を前記交換媒体に通すための第１の流路と、更なる流体流を前記交換媒体に通すための少なくとも第２の流路と、前記流体流をそれぞれ前記交換媒体の異なる領域に通すために、複数の異なる流路を切り替える少なくとも１つの流体流切換弁と、を含む、再生式エネルギー及び／又は質量交換アセンブリが提供される。
【０００６】
一実施形態においては、交換アセンブリは、前記交換媒体の一端部に接続された少なくとも１つのハウジングを更に含み、該ハウジング内に前記流路を設けている。
【０００７】
別の実施形態においては、前記流体流切換弁を前記ハウジング内に設けている。
【０００８】
別の実施形態においては、前記ハウジング及び前記流体流切換弁が協働して前記流路を構成する。
【０００９】
別の実施形態においては、前記流体流切換弁が前記ハウジング内で回転可能に取り付けられている。
【００１０】
別の実施形態においては、断面において互いから隔てられ且つ前記流体流が流れる方向に沿って平行に延びた複数のキャビティ内に前記交換媒体が収容されている。
【００１１】
別の実施形態においては、前記複数の異なる流体流を前記交換媒体に通すために前記流体流切換弁が回転する。
【００１２】
別の実施形態においては、前記複数の異なる流体流を前記交換媒体の前記複数の異なるキャビティに通すために前記流体流切換弁が回転する。
【００１３】
別の実施形態においては、交換アセンブリは、前記交換媒体と、前記交換媒体の一端部に接続された前記少なくとも１つのハウジングと、前記ハウジング内で回転可能に取り付けられた前記流体流切換弁とを貫通して延びた軸を更に含む。
【００１４】
別の実施形態においては、前記流体流切換弁の半径範囲が前記交換媒体の半径範囲より略小さい。
【００１５】
別の実施形態においては、前記交換媒体の一端部に接続された前記少なくとも１つのハウジングが、互いに連通した接続部及び分散部を含む。
【００１６】
別の実施形態においては、外部の流体流供給源に接続するよう構成された少なくとも２つのポートを前記接続部が有する。
【００１７】
別の実施形態においては、前記交換媒体と連通した開放端を前記分散部が有する。
【００１８】
別の実施形態においては、前記接続部の半径範囲が前記分散部の半径範囲より略小さい。
【００１９】
別の実施形態においては、前記流体流切換弁が前記接続部内に実質的に配置されている。
【００２０】
別の実施形態においては、前記流体流切換弁の半径範囲が前記接続部の内壁の半径範囲と略等しい。
【００２１】
別の実施形態においては、互いから隔てられた複数のチャンバを前記分散部が含む。
【００２２】
別の実施形態においては、前記交換媒体を収容した前記複数のキャビティが中央ハウジング内に配置されている。
【００２３】
別の実施形態においては、各前記キャビティが隣接するキャビティから断熱されている。
【００２４】
別の実施形態においては、前記交換媒体を収容した前記複数のキャビティが前記分散部の前記複数のチャンバに対応して配置されている。
【００２５】
別の実施形態においては、前記キャビティ及び前記チャンバの断面形状が略等しく且つ軸方向回りに略均等に離間されている。
【００２６】
別の実施形態においては、前記チャンバの数が３つであると共に前記キャビティの数が３つである。
【００２７】
別の実施形態においては、前記チャンバの数が５つであると共に前記キャビティの数が５つである。
【００２８】
別の実施形態においては、前記流体流切換弁が、軸方向に沿って順に第１セグメント、第１縮径部、第２セグメント、第２縮径部及び第３セグメントと、前記流体流切換弁内の内部空間を画定する内孔と、前記第２縮径部の外壁の第１のポートから前記内部空間を通って前記第１セグメントの外壁の第２のポートまで延びた第１の流路と、前記第１縮径部に隣接した前記第１セグメントの端部壁の第３のポートから前記第１セグメントの外壁の第４のポートまで延びた第２の流路とを含むと共に、前記第１の流路及び前記第２の流路が互いから隔てられている。
【００２９】
別の実施形態においては、前記流体流切換弁と前記接続部との間に密閉手段を設けている。
【００３０】
別の実施形態においては、前記流体流切換弁の前記第１、第２及び第３セグメントの各々と前記接続部の前記内壁との間に密閉手段を設けている。
【００３１】
別の実施形態においては、前記接続部が開放端と該開放端を閉止する閉止手段とを有する。
【００３２】
別の実施形態においては、交換アセンブリは、前記交換媒体の一端部に接続された前記ハウジングと前記中央ハウジングとの間に設けられたスナップ式接続手段を更に含む。
【００３３】
別の実施形態においては、交換アセンブリは、前記交換媒体のいずれかの端部に配置された第１の端部ハウジング及び第２の端部ハウジングを有する。
【００３４】
別の実施形態においては、前記第１の端部ハウジング内に第１の流体流切換弁が配置されると共に前記第２の端部ハウジング内に第２の流体流切換弁が配置されている。
【００３５】
別の実施形態においては、前記第１の端部ハウジングの前記分散部の前記複数のチャンバの位置が、前記第２の端部ハウジングの前記分散部の対応する前記複数のチャンバの位置と軸方向において略揃っている。
【００３６】
別の実施形態においては、前記第１及び第２の流体流切換弁がそれぞれの端部ハウジング内に対応して配置され且つ動作中に同位相で回転する。
【００３７】
本発明によれば、（ａ）少なくとも２つの流体流を交換媒体の複数の異なる領域に通す工程と、（ｂ）既に異なる流体流が通過した前記交換媒体の領域を前記流体流の少なくとも一方が通過するように、前記交換媒体に向かう前記流体流の流路を変更する工程と、を含む、少なくとも２つの流体流間でエネルギー及び／又は質量を交換する方法が提供される。
【００３８】
一実施形態においては、前記各流路が流体流切換弁によって変更される。
【００３９】
別の実施形態においては、前記交換媒体の一端部に接続されたハウジング内に前記流体流切換弁を設けている。
【００４０】
別の実施形態においては、前記ハウジング及び前記流体流切換弁が協働して前記流路を構成する。
【００４１】
別の実施形態においては、前記流体流切換弁が前記ハウジング内で回転可能に取り付けられている。
【００４２】
別の実施形態においては、断面において互いから隔てられ且つ前記流体流が流れる方向に沿って平行に延びた複数のキャビティ内に前記交換媒体が収容されている。
【００４３】
別の実施形態においては、前記複数の異なる流体流を前記交換媒体に通すために前記流体流切換弁が回転する。
【００４４】
別の実施形態においては、前記複数の異なる流体流を前記交換媒体の前記複数の異なるキャビティに通すために前記流体流切換弁が回転する。
【００４５】
別の実施形態においては、前記工程（ａ）が、前記複数の流体流を前記交換媒体の複数の異なる領域に並流方向で通すことを含む。
【００４６】
別の実施形態においては、前記工程（ａ）が、前記複数の流体流を前記交換媒体の複数の異なる領域に対向流方向で通すことを含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４７】
本発明のより良好な理解のために、及び、本発明がどのように実行され得るかをより明確に示すために、本発明の好ましい実施形態を示す添付の図面を例として参照する。
【００４８】
図１ａには従来のエンタルピーホイール５０が示されている。エンタルピーホイール５０は、例えば約４０ｒｐｍ以下と、かなり低速で軸１０２上を回転する。エンタルピーホイール５０は、一般的に、（水分を吸収可能であり従って顕熱及び潜熱を吸収可能な）乾燥材料がコーティングされた（顕熱を吸収可能な）媒体１０３の基質を収容したハウジング１０１を有する。図１ｂに示されるように、媒体１０３は、平面状の紙と波形の紙とが交互した複数のシートで作ることができ、開放端を有する波形により、ホイールを軸方向に貫通する多数の平行な経路が設けられる。この波形の構成により、エンタルピーホイール５０を通る流体の流れが容易になる。ハウジング１０１は媒体１０３と共に、例えばモータ１０４によって、軸１０２回りに回転するのが一般的である。エンタルピーホイール５０のハウジング１０１を回転させるためにモータ１０４からの駆動力を伝達するために、溝１０５内にベルト１０６を配置可能なように、ハウジング１０１の外周部に溝１０５を設けることができる。カセットハウジング（図示せず）がエンタルピーホイール５０を囲んで、流体を通すようにガスダクト（図示せず）に接続されることも可能である。
【００４９】
例えば、第１の加湿及び加熱された気流１１と第２の乾燥した低温の気流２１との、２つの流体流は、軸方向に沿ってエンタルピーホイール５０に入ることができる。第１の気流１１は、一方の側からエンタルピーホイール５０を通って、媒体１０３の１５で示される領域内へと流れ、そこで媒体１０３によって第１の気流１１の湿度及び熱が吸収されて保持される。第２の気流２１は、一般的に第１の気流１１とは反対側からエンタルピーホイール５０を通って、通常は第１の気流１１が媒体１０３に入った領域とは対称の関係にある、媒体１０３の２５で示される領域内へと流れる。エンタルピーホイール５０のハウジング１０１が軸回りに回転すると、第１の気流１１からの湿度及び熱を保持及び吸収した媒体１０３の領域が、第２の気流２１が媒体１０３を通って流れる位置まで回転し、第２の気流２１の乾燥した低温の空気に湿度及び熱を移す。
【実施例】
【００５０】
図２ａは、本発明のエンタルピーホイールアセンブリ１００の縦断面図を示す。ここに開示される実施形態では、例として、例えば換気や空気調和システム等における、２つのガス流間の熱及び湿度の交換について触れる。しかし、エンタルピーホイール１００は、２つ以上の流体流間のエネルギー及び／又は質量の交換に使用可能なものとして理解される。詳細には、エンタルピーホイールアセンブリ１００は、ガス浄化、ガス濃縮、混合ガスからの価値ある成分の回収、及び２つのガス流間の選択的な質量の移動等であるがこれらに限定されない他の用途に対しても、適用可能性を有し得る。
【００５１】
図２ａを参照すると、エンタルピーホイールアセンブリ１００は、中央ハウジング１２０と、第１の端部ハウジング１４０と、第２の端部ハウジング１４０’とを含む。図２ａに示されている実施形態では、第１の端部ハウジング１４０の構成要素は第２の端部ハウジング１４０’ の構成要素と同一である。従って、第２の端部ハウジング１４０’に関する参照番号は添字「’」を伴って示されている。中央ハウジング１２０は円筒形であるのが好ましく、交換媒体１１０を収容している。適切な交換媒体は、Ｅ−ＴＥＫから市販されているランダム配向された繊維ベースのカーボン紙、又は、Ｗ．Ｌ．ゴア（W.L. Gore）から市販されているカーボン布を含む。媒体１１０は、２つの端面１１２、１１２’を有する。中央ハウジング１２０の対向する開放端には、２つの端部ハウジング１４０、１４０’が配置されている。３つのハウジング１２０、１４０、１４０’を貫通して、好ましくはこれらのハウジングの環状断面の中心に沿って、軸１８０が延出している。更に、第１の端部ハウジング１４０には軸１８０回りに流体流切換弁２００が嵌入されており、これについては後述する。更に、ここに開示される実施形態の流体流切換弁２００及び端部ハウジング１４０は相互に協働して、外部のガス流が交換媒体１１０に至るための少なくとも２つの流路を形成する。更に、第２の端部ハウジング１４０’にも流体流切換弁２００’を配設できる。
【００５２】
図３ａ及び図３ｂに示されるように、エンタルピーホイールアセンブリ１００の中央ハウジング１２０は、その各端部に拡大内径部１２１及び１２３を有する。拡大内径部１２１及び１２３は、第１の端部ハウジング１４０及び第２の端部ハウジング１４０’を中央ハウジング１２０に接続するよう構成されている。
【００５３】
図４ａ〜図４ｄは、端部ハウジングの第１の例の様々な斜視図及び断面図を示す。図４の参照番号は第１の端部ハウジング１４０に対応したものであるが、これらは第２の端部ハウジング１４０’にも等しく当てはまるものと理解される。
【００５４】
図４ａを参照すると、第１の端部ハウジング１４０は、互いに連通した接続部１４１及び分散部１４２を有する。接続部１４１は、外壁１５３及び内壁１５２を有する。内壁１５２は、円筒形であり得る内部チャンバ１６０を画定する。接続部１４１の外壁１５３は、２つのガスポート１４３、１４４が設けられた平面部１５４を画定可能である。ガスポート１４３、１４４は、接続部１４１の内部チャンバと連通している。接続部１４１の開放端は、ねじ付きキャップ等の閉止手段５００（図２ａ参照）によって閉止可能である。図４ｄを参照すると、接続部１４１の内壁１５２には、Ｏリング（図示せず）等の密閉手段を収容するための複数の環状溝４００が平行な関係に配設されている。
【００５５】
図４ａ及び図４ｂは、接続部１４１から径方向に延びる分散部１４２の端部壁１５８と、端部壁１５８から軸方向に延びる部分１５７とを示す。図２ａで示されるように、軸方向に延びる部分１５７は円筒形であり得ると共に、中央ハウジング１２０の拡大内径部１２１に嵌入するよう構成された縮小外径部１４７を有し得る。中央ハウジング１２０と第１の端部ハウジング１４０との間を密閉するために、縮小外径部１４７にＯリング溝１５５を配設できる。
【００５６】
分散部１４２の開放端の中心にはジャーナル１４５が設けられる。ジャーナル１４５から分散部１４２の外壁に向かって複数のチャンバ分割部１５１が径方向に延び、複数のチャンバ１５０を画定している。ジャーナル１４５は、接続部１４１に向かって軸方向に延びる部分１４６を有する。更に、部分１４６は、分散部１４２の内側端部壁１５８から離間され、分散部１４２の各チャンバ１５０内に複数の扇状開口部１５６を形成している。開口部１５６は、接続部１４１の内部チャンバ１６０から複数のチャンバ１５０内への複数のガス流路を設ける。ジャーナル１４５は、軸１８０を支持するハブ１４９を有する。
【００５７】
軸方向に延びる部分１４６の内壁１６１には、例えばＯリング（図示せず）を用いた密閉用の、少なくとも１つの環状溝１４８を配設可能である。軸方向に延びる部分１４６の内壁１６１は、接続部１４１の内部チャンバ１６０と略同じ直径を有し得る。分散部１４２及びジャーナル１４５は共通端面１５９を有する。
【００５８】
図２ａは、第１の端部ハウジング１４０に嵌入された流体流切換弁２００を示す。図５ａ、図５ｂ及び図５ｃは、流体流切換弁２００の詳細な構造を示す。流体流切換弁２００は複数の縮径部を有する。詳細には、好ましい実施形態において、流体流切換弁２００は、第１セグメント２２０、第２セグメント２４０及び第３セグメント２６０と、第１縮径部２３０及び第２縮径部２５０とを有する。セグメント２２０、２４０及び２６０は同じ直径を有することが可能である。同様に、縮径部２３０、２５０は同じ縮径を有することが可能である。流体流切換弁２００の端面２１０内にはスロット２１１が設けられている。スロット２１１は弧状であるのが好ましく、第１セグメント２２０の端面２１０よりも小さい半径を有する。スロット２１１は、第１セグメント２２０を貫通して軸方向に延びる。第１セグメント２２０の外壁２２１には、２つのスロット、即ち、スロット２１２及び２１３を配設できる。スロット２１１はスロット２１２と連通している。
【００５９】
流体流切換弁２００は、その全長を貫通して軸方向に延びる内孔２１４を有する。内孔２１４は端面２１０に隣接する位置まで延び、その地点に、軸１８０を支持するための縮径部２１５を有する。内孔２１４はスロット２１１及び２１２から隔てられている。スロット２１３は内孔２１４と連通している。
【００６０】
第２縮径部２５０には、この部分を貫通する複数の孔、即ち、複数のガス分散孔２５１及び複数のピンホール２５３が設けられている。図２ｂで示されるように、後述するようにガス流を分散するために流体流切換弁２００が軸と共に回転するよう流体流切換弁２００を軸１８０に固定するピン３５０を収容するために、ピンホール２５３の少なくとも１つを使用できる。
【００６１】
第３セグメント２６０の端面２７０には複数のねじ穴２７１が設けられている。これらのねじ穴２７１は、エンタルピーホイール１００を分解する際に流体流切換弁２００を第１の端部ハウジング１４０から取り外し可能にする、ねじを収容するために用いられる。流体流切換弁２００及び２００’は、第１の端部ハウジング１４０及び第２の端部ハウジング１４０’の内側空間１６０、１６０’にそれぞれ嵌入される。軸１８０は、流体流切換弁２００及び２００’の各縮径部２１５、２１５’を貫通し、流体流切換弁は各ピン３５０、３５０’を用いて軸１８０に固定される。動作中は、流体流切換弁２００、２００’は軸１８０と共に連続的に回転する。
【００６２】
図２ａを参照すると、中央ハウジング１２０内には熱及び質量交換媒体１１０が配置されている。媒体は、軸１８０を回転可能に受けるための、媒体を貫通して軸方向に延びる内孔１１１を有する。動作に際しては、軸はモータ（図示せず）によって駆動される。この構成では、第１の端部ハウジング１４０及び第２の端部ハウジング１４０’内の流体流切換弁２００及び２００’が、その中の媒体１１０を回転させずに、軸１８０と同位相で回転できる。上述したように、第１の端部ハウジング１４０及び第２の端部ハウジング１４０’の各々は、中央ハウジング１２０の拡径部１２１、１２３に嵌入するよう構成された縮径部１４７を有する。ガス流からのいかなるガスの漏洩も防止するために、例えばＯリング等の密閉手段１２２を設けるのが好ましい。図２ａで示されるように、媒体１１０並びに第１の端部ハウジング１４０及び第２の端部ハウジング１４０’の寸法は、ジャーナル１４５、１４５’の端面１５９、１５９’が媒体の端面１１２、１１２’と隣接し且つ接触しないよう定められるのが好ましい。
【００６３】
軸１８０（図６参照）にはピンホール１８３及び１８３’が設けられる。図２ａの左側に示されるように、流体流切換弁２００は、流体流切換弁２００のピンホール２５３と軸１８０のピンホール１８３及び１８３’の一方とに嵌入するピン３５０によって、軸に対して固定される。従って、流体流切換弁２００は軸１８０と同位相で回転する。
【００６４】
流体流切換弁の内孔２１４の直径が軸１８０の外径よりも大きいので、流体流切換弁２００内にガス流路が形成される。接続部１４１の内部チャンバ１６０は、図５ａ及び図５ｂでは、第１セグメント２２０、第２セグメント２４０及び第３セグメント２６０の直径である流体流切換弁２００の外壁２２１の直径と、略同じ直径を有するのが好ましい。流体流切換弁２００は、流体流切換弁２００の第２セグメント２４０の位置が、密閉のために例えばＯリング（図示せず）を配置可能な接続部１４１の内壁１５２に設けられた溝４００の位置と略揃うように、第１ハウジング１４０内で軸１８０上に配置される。図２ｂに示されるように、第１の端部ハウジング１４０内に流体流切換弁２００が配置されると、第２セグメント２４０と第３セグメント２６０との間に第１内部空間４４０が設けられ、第１内部空間４４０は、第１セグメント２２０と第２セグメント２４０との間の第２内部空間４４１から隔てられている。更に、第３セグメント２６０にはＯリング（図示せず）を配設できる。
【００６５】
次に、図５ａ、図５ｂ及び図５ｃを参照すると、第１の端部ハウジング１４０及び流体流切換弁２００の寸法は、第１の端部ハウジング１４０内に流体流切換弁２００が配置された際に、流体流切換弁２００の第１セグメント２２０の各スロット２１２、２１３の位置が、ガスを分散するための複数のチャンバ１５０内に位置する複数の開口部１５６の各々の位置と略揃うように定められる。ジャーナル１４５には少なくとも１つの溝１４８が設けられるのが好ましい。ジャーナル１４５の内壁１６１の直径は接続部１４１の内壁１５２の直径と略同じであるので、流体流切換弁２００の第１セグメント２２０の外壁２２１の直径と略同じである。ジャーナル１４５と第１セグメント２２０との間を密閉するために、溝１４８に、例えばＯリング（図示せず）である密閉手段を配置できる。組み立ての際には、流体流切換弁２００に２つの別個の板、即ち、密閉板３７０及び支持板３８０が設けられる（図２ａ及び図２ｂ参照）。図５ｂに最もよく示されているように、密閉板３７０は第１セグメント２２０のスロット２１１の形状に従って形成されると共に、スロット２１１に嵌入して端面２１０においてスロット２１１を閉止可能な或る厚さを有する。密閉板３７０を、例えば溶接等によって流体流切換弁２００に固定できる。支持板３８０には、軸１８０が貫通可能な貫通孔が設けられる。支持板３８０は、流体流切換弁２００の内孔２１４の直径より大きい直径を有する。流体流切換弁２００の内孔２１４には、端面２７０に隣接した位置に段部２７２が設けられ、流体流切換弁２００の内孔２１４に嵌入された支持板３８０が段部２７２に当接可能になっている。従って、流体流切換弁２００はその端部に隣接する２箇所で、即ち、縮径部２１５及び支持板３８０によって、軸１８０回りに支持される。
【００６６】
引き続き図２ａ及び図２ｂを参照すると、第１の端部ハウジング１４０の接続部１４１の端面には、キャップ等の閉止手段５００が設けられる。閉止手段５００は、例えば５０１で示されるねじ接続等の公知の方法で、接続部１４１の端面に固定される。閉止手段５００は、軸受け３８５によって軸１８０を支持する。ジャーナル１４５も、軸受け３７５によって軸を支持する。例えばＯリングによって、ジャーナル１４５と軸１８０との間を密閉できる。従って、軸１８０は、２箇所で軸受けを用いて第１の端部ハウジング１４０に支持される。
【００６７】
図４ｂに示されるように、第１の端部ハウジング１４０の接続部１４１の平面部１５４には、２つのガスポート１４３及び１４４が設けられる。２つのガスポート１４３及び１４４は、接続部１４１の内部チャンバ１６０と連通している。径方向では、ガスポート１４３は次に挙げる構成要素、即ち、第１内部空間４４０、複数のガス分散孔２５１、内孔２１４、スロット２１３、並びに、後述する流体流切換弁２００の適切な回転時に、複数の開口部１５６、複数のチャンバ１５０及び中央ハウジング１２０と連通する。ガスポート１４４は次に挙げる構成要素、即ち、第２内部空間４４１、スロット２１１、スロット２１２、並びに、後述する流体流切換弁２００の適切な回転時に、複数の開口部１５６、複数のチャンバ１５０及び中央ハウジング１２０と連通する。同様に、中央ハウジング１２０は第２の端部ハウジング１４０’と連通する。
【００６８】
第１の端部ハウジング１４０及び第２の端部ハウジング１４０’は、第１の端部ハウジング１４０の複数のチャンバ１５０の位置が第２の端部ハウジング１４０’のチャンバ１５０’の位置と略揃うように配置される。更に、エンタルピーホイール１００の動作中には、流体流切換弁２００及び２００’は互いに同位相で回転する。即ち、軸方向において、スロット２１１、２１２、２１３の位置はスロット２１１’、２１２’、２１３’の位置と常に揃っている。
【００６９】
上述したように、交換媒体１１０は、多くの平行した流体チャネルを有するのが一般的である。高い圧力及び／又は高い圧力勾配を有する流体流と共に動作する場合には、より高い圧力を有する流体流は、より低い圧力を有する流体流に向かって、媒体１１０の軸方向に延びるチャネル間を横断する傾向がある。これにより、湿度及び／又は熱交換の性能が劣化し得ると共に、エンタルピーホイールアセンブリ１００からの漏洩も生じ得る。従って、図７ａ及び図７ｂに示されるように、本発明のエンタルピーホイールアセンブリ１００は、多キャビティ型媒体支持体３００を有するのが好ましい。多キャビティ型媒体支持体３００は内壁３０２を有すると共に、中央ハウジング１２０と同様に略円筒形であるが、中央ハウジング１２０の直径よりも小さい直径を有する。多キャビティ型媒体支持体３００は、軸１８０が貫通するためのハブ３１０を有する。複数のキャビティ分割部３０３が、径方向に多キャビティ型媒体支持体３００のハブ３１０から内壁３０２に向かって且つ軸方向に多キャビティ型媒体支持体３００の全長にわたって延び、それにより、多キャビティ型媒体支持体３００の内部空間を、チャンバ１５０の数に対応する複数のキャビティ３０１に分割する。更に、多キャビティ型媒体支持体３００は端面３０４を有する。
【００７０】
動作に際しては、多キャビティ型媒体支持体３００は中央ハウジング１２０に嵌入され、複数のキャビティ３０１内に媒体が個別に配置される。従って、１つのキャビティ３０１内の媒体は、隣接するキャビティ内の媒体から隔てられている。第１の端部ハウジング１４０及び第２の端部ハウジング１４０’内の各チャンバ１５０、１５０’は、多キャビティ型媒体支持体３００内の対応するキャビティとそれぞれ位置揃えされている。端部ハウジング１４０、１４０’及び多キャビティ型媒体支持体３００は回転しないので、例えばガスケット（図示せず）等の適切な従来の面密閉手段を用いて、多キャビティ型媒体支持体３００の静止した端面３０４と第１及び第２の端部ハウジング１４０及び１４０’の静止した端面１５９及び１５９’との間をそれぞれ密閉できる。その結果、複数の異なるガス流路が互いから隔てられ、上述の多キャビティ型媒体支持体３００の隔離特性及び密閉技術により、高圧流から低圧流へと媒体材料を横断する流れの漏洩が防止される。オプションとして、流路が更に互いから断熱されると共に中央ハウジング１２０の壁及びひいては周囲環境から断熱されるように、多キャビティ型媒体支持体３００の材料は断熱特性を有するように選択されてもよい。
【００７１】
次に、図８ａ、図８ｂ、図９ａ及び図９ｂを参照すると、エンタルピーホイールアセンブリ１００を容易に分解するために、中央ハウジング１２０並びに第１の端部ハウジング１４０及び第２の端部ハウジング１４０’に、スナップ式接続手段を設けることができる。第１の端部ハウジング１４０及び第２の端部ハウジング１４０’の外壁には複数の取付部８０が設けられる。中央ハウジング１２０の外壁には複数のラッチ７０及びフック手段６０が設けられる。フック手段６０が取付部８０を引っかけて、ラッチ７０とのスナップ式接続を構成するように、フック手段６０を構成できる。ラッチ７０を把持することにより、フック手段６０が取付部８０を引っかけるように駆動できる。これにより、中央ハウジング１２０並びに第１の端部ハウジング１４０及び第２の端部ハウジング１４０’を容易に着脱可能にするスナップ式接続が構成される。この構成により、媒体交換業務が簡単になる。
【００７２】
図２ａの構成では、２つの流体流間におけるエネルギー及び／又は質量交換の提供が意図される。以下の複数の異なる動作モードの詳細な説明により、これを更に説明する。
【００７３】
例えば図１０を参照すると、第１の温かく湿ったガス流１０及び第２の冷たく乾いたガス流２０は、並流としてエンタルピーホイールアセンブリ１００を通って流れる。即ち、ガス流１０、２０はホイール１００の同じ側を通って入り、ホイール１００の同じ側を通って出る。第１のガス流１０はガスポート１４３を通ってエンタルピーホイールアセンブリ１００に入り、第１内部空間４４０へと流れ込む。ここから、第１のガス流１０は、第２の縮径部２５０に位置する複数のガス分散孔２５１を通って、流体流切換弁２００の内孔２１４に流れ込む。次に、第１のガス流１０は内孔２１４の長さに沿って流れ、スロット２１３を通って流体流切換弁２００から出る。流体流切換弁２００は軸１８０と共に連続的に回転しているので、スロット２１３が開口部１５６の１つと連通する位置まで流体流切換弁２００が回転すると、第１のガス流１０は個々の開口部１５６を介してチャンバ１５０の１つに流れ込む。ガス流は通常、送風機（図示せず）によって運ばれるので、第１のガス流１０は強制的に軸方向に沿って流され、中央ハウジング１２０のキャビティ３０１の１つに支持された媒体１１０に流れ込む。上述したように、キャビティ３０１の１つの中の媒体１１０は軸方向に延びる複数のチャネルを有し、これらのチャネルは、別のキャビティの軸方向に延びる複数のチャネルとは径方向又は周方向のいずれにおいても連通していない。従って、第１のガス流１０は複数の媒体チャネルに沿って流れ、第２の端部ハウジング１４０’の対応するチャンバ１５０’に至る。ここから、第１のガス流１０は開口部１５６’及びスロット２１３’をそれぞれ通って流れ、流体流切換弁２００’の内孔２１４’に入る。次に、第１のガス流１０は内孔２１４’の長さに沿って流れ、複数の孔２５１’を通って出て、第１内部空間４４０’を通過し、ガスポート１４３’を通ってエンタルピーホイールアセンブリ１００から出て、外部ダクト（図示せず）に流れ込む。第１のガス流１０が媒体１１０の複数のチャネルをわたって流れると、第１のガス流の熱及び湿度が媒体１１０に保持される。流体流切換弁２００は軸１８０と共に連続的に回転するので、第１のガス流は媒体１１０の全てのチャネルを通って流れ、熱及び湿度が媒体１１０に保持される。
【００７４】
第２のガス流２０はガスポート１４４を通ってエンタルピーホイールアセンブリ１００に入り、第２内部空間４４１に流れ込む。なお、第１内部空間４４０は第２内部空間４４１から隔てられている。ここから、第２のガス流２０は、スロット２１１及びスロット２１２をそれぞれ通過する。次に、スロット２１２が開口部１５６の１つと連通する位置まで流体流切換弁２００が回転すると、第２のガス流２０は、個々の開口部１５６を介して個別のチャンバ１５０の１つに流れ込む。次に、第２のガス流２０は、中央ハウジング１２０のキャビティ３０１の１つの中の複数の媒体チャネルに沿って流れ、第２の端部ハウジング１４０’の対応するチャンバ１５０’に至る。上述したように、第１のガス流１０の湿度及び熱は、中央ハウジング１２０の全てのキャビティ３０１内の媒体の全てのチャネルに保持されている。従って、第２のガス流２０がチャネルに沿って流れると、熱及び湿度が第２のガス流２０に移される。よって、第２のガス流２０は、媒体１１０を通って第２の端部ハウジング１４０’のチャンバ１５０’に至る際に加熱及び加湿される。ここから、第２のガス流２０は開口部１５６’、スロット２１２’及びスロット２１１’をそれぞれ通って流れ、第２内部空間４４１’に入る。次に、第２のガス流２０はガスポート１４４’を介してエンタルピーホイールアセンブリ１００から出て、外部ダクト（図示せず）に流れ込む。
【００７５】
なお、チャンバ１５０、媒体キャビティ３０１及びチャンバ１５０’の任意の１つは、いつでも、第１の流れ１０のガス又は第２の流れ２０のガスのいずれか一方のみを収容することを留意されたい。チャンバ分割部１５１が各チャンバを分けて、第１のガス流１０及び第２のガス流２０が決して混ざらないようにしている。図示されている実施形態では、ガス流の混合が生じないことを確実にするために、流体流切換弁２００のスロット２１２、２１３のサイズ及び開口部１５６のサイズは次のように選択されて配向される。図１１は、スロット２１２、２１３のサイズと３つの開口部１５６（チャンバ１５０が３つの場合で、図１１では１５６ａ、１５６ｂ及び１５６ｃの参照番号で示されている）との関係を示す。この図では、セグメント２１２ａ及び２１３ａはそれぞれ、弧状のスロット２１２及び２１３に対応する弦を示す。従って、各セグメント２１２ａ、２１３ａの２つの端部は、各スロット２１２、２１３の２つの端部をそれぞれ表す。図１１に示されるように、流体流切換弁２００は時計回りの方向に回転する。スロット２１３と開口部１５６ａとの連通を遮断するためにスロット２１３が回転してチャンバ１５０ａから離れた瞬間に、スロット２１２がその開口部１５６ａと連通しないように、スロット２１２、２１３及び開口部１５６のサイズ及び向きを定めるべきである。この構成により、各チャンバ１５０内で第１の流体流と第２の流体流とが確実に混ざらない。
【００７６】
次に図１２を参照すると、第２の実施形態では、ガス流１０、２０’は、対向流としてエンタルピーホイール１００を通って流れる。即ち、第１のガス流１０はホイール１００の一方の側から入り、第２のガス流２０’はホイール１００の反対側から入る。これは好ましい動作モードである。第１のガス流１０は上述した第１の実施形態と同じガス流路を辿るので、説明を繰り返さない。
【００７７】
第２のガス流２０’は、第２の端部ハウジング１６０のガスポート１４４’を通ってエンタルピーホイールアセンブリ１００に入り、第２内部空間４４１’に流れ込む。ここから、第２のガス流２０’はスロット２１１’及び２１２’をそれぞれ通過する。次に、スロット２１２’が開口部１５６’の１つと連通する位置まで流体流切換弁２００’が回転すると、第２のガス流２０’は個々の開口部１５６’を介してチャンバ１５０’の１つに流れ込む。次に、第２のガス流２０’は中央ハウジング１２０のキャビティ３０１の１つの中の複数の媒体チャネルに沿って流れ、第１の端部ハウジング１４０の対応するチャンバ１５０に至る。図１０の実施形態に関して上述したように、第２のガス流２０’がチャネルに沿って流れると、熱及び湿度が第２のガス流２０’に移される。ここから、第２のガス流２０は開口部１５６、スロット２１２及びスロット２１１をそれぞれ通って流れ、第１の端部ハウジング１４０の第２内部空間４４１に入る。次に、第２のガス流３０はガスポート１４４を介してエンタルピーホイールアセンブリ１００から出て、外部ダクト（図示せず）に流れ込む。
【００７８】
図１３は、本発明の第２の例による端部ハウジング１４０及び多キャビティ型支持体３００の斜視図を示す。この例では、端部ハウジング１４０は５つのチャンバ分割部１５１を有し、チャンバ分割部１５１は分散部１４２を５つの個別のチャンバ１５０に区切る。同様に、多キャビティ型支持体３００は５つのキャビティ分割部３０３を有し、キャビティ分割部３０３は多キャビティ型支持体３００の内部空間を、端部ハウジング１４０のチャンバ１５０に対応した５つの個別のキャビティ３０１に分ける。なお、動作中にはチャンバ１５０の位置とキャビティ３０１の位置とが揃っており、チャンバ１５０、媒体キャビティ３０１及びチャンバ１５０’の任意の１つは、いつでも、第１の流れ１０のガス又は第２の流れ２０のガスのいずれか一方のみを収容している。チャンバ分割部１５１が各チャンバを分けて、第１のガス流１０及び第２のガス流２０が決して混ざらないようにしている。流体流切換弁２００のスロット２１２、２１３のサイズ及び向き、並びに開口部１５６のサイズ及び向きは、実際のチャンバ１５０の数に応じて、ガス流の混合が生じないことを確実にするよう選択される。
【００７９】
なお、上述の実施形態では、中央ハウジング１２０、接続部１４２、１４２’、端部ハウジング１４０、１４０’の分散部１４３、１４３’、並びに、第１セグメント２２０、第２セグメント２４０及び第３セグメント２６０は、全て円筒形であるものとして説明されたが、実際の形状は必要に応じて変更されてよい。これらの構成要素は、様々に異なる軸位置における様々に異なる周囲範囲を有してよい。従って、本開示で用いられる「直径」及び「半径」という用語は、構成要素の形状を限定するものではない。
【００８０】
エンタルピーホイール１００は、並流及び対向流の２つの異なるモードで動作する能力を有するので、多くの異なるシステム内で機能可能である。更に、中央ハウジング１２０と端部ハウジング１４０、１４０’との間の接続は、エンタルピーホイール１００が容易に組み立て及び分解されるよう構成されている。
【００８１】
更に、中央ハウジング１２０及びそれに従って媒体は動作中に回転しないので、このシステムは、高い圧力及び／又は高い圧力勾配を有する２つ以上のガス流と共に動作可能である。動作中にエンタルピーホイールを静止状態を保つことにより、新規用途で用いるためにシステム規模を拡大又は縮小できる。更に、回転部材の直径が従来の設計よりも小さいので、本発明のエンタルピーホイールアセンブリが要する回転用の駆動力を従来よりも小さくでき、システムのエネルギー損失が低減されると共にシステム効率が向上する。
【００８２】
なお、上述の説明は好ましい実施形態を構成するものであったが、本発明は、添付の特許請求の正当な範囲の正しい意味を逸脱することなく、変形及び変更され得る。例えば、交換媒体は、当該技術分野で周知の任意の材料で構成可能である。更に、中央ハウジング１２０及び媒体３００は動作中に回転しないので、本発明のハウジングは円筒形に限定されない。ハウジング１２０、１４０、１４０’の形状は、正方形、長方形又は三角形を含み得るが、これらに限定されない。同様に、流体流切換弁２００は本明細書で開示された形状に限定されない。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１ａ】従来のエンタルピーホイールの斜視図である。
【図１ｂ】従来のエンタルピーホイールで用いられる交換媒体の斜視図である。
【図２ａ】本発明によるエンタルピーホイールアセンブリの縦断面図である。
【図２ｂ】本発明によるエンタルピーホイールアセンブリの一端部の拡大図である。
【図３ａ】本発明による中央ハウジングの平面図である。
【図３ｂ】図３ａの線Ａ−Ａで切った、本発明による中央ハウジングの縦断面図である。
【図４ａ】本発明による端部ハウジングの第１の例の斜視図である。
【図４ｂ】本発明による端部ハウジングの第１の例の別の斜視図である。
【図４ｃ】本発明による端部ハウジングの第１の例の縦断面図である。
【図４ｄ】本発明による端部ハウジングの第１の例の断面斜視図である。
【図５ａ】本発明による流体流切換弁の斜視図である。
【図５ｂ】本発明による流体流切換弁の縦断面図である。
【図５ｃ】本発明による流体流切換弁の断面斜視図である。
【図５ｄ】本発明による流体流切換弁の別の斜視図である。
【図６】本発明による軸の斜視図である。
【図７ａ】本発明による多キャビティ型媒体支持体の第１の例の斜視図である。
【図７ｂ】本発明による多キャビティ型媒体支持体の第１の例の断面斜視図である。
【図８ａ】スナップ式接続手段を設けた本発明による端部ハウジングの斜視図である。
【図８ｂ】スナップ式接続手段を設けた本発明による端部ハウジングの別の斜視図である。
【図９ａ】スナップ式接続手段を設けた本発明による中央ハウジングの平面図である。
【図９ｂ】スナップ式接続手段を設けた本発明による中央ハウジングの側面図である。
【図１０】本発明によるエンタルピーホイールアセンブリの別の縦断面図である。
【図１１】図２ａの線Ａ−Ａで切った、流体流切換弁のスロットのサイズと端部ハウジングの開口部との関係を示す断面図である。
【図１２】本発明によるエンタルピーホイールアセンブリの別の縦断面図である。
【図１３】本発明による端部ハウジング及び多キャビティ型媒体支持体の第２の例の斜視図である。
【図１ａ】
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【国際公開パンフレット】
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【手続補正書】
【提出日】平成15年10月24日(2003.10.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）交換媒体と、
（ｂ）第１の流体流を前記交換媒体に通すための、前記交換媒体に隣接した第１の流体チャネルを有する第１のチャンバと、
（ｃ）第２の流体流を前記交換媒体に通すための、前記交換媒体に隣接した第２の流体チャネルを有する少なくとも第２のチャンバであって、分割部によって前記第１のチャンバと隔てられた少なくとも第２のチャンバと、
（ｄ）前記交換媒体に隣接した少なくとも１つの流体流切換弁であって、調節可能な配向を有すると共に個々の前記流体チャネルを介して前記チャンバに至る複数の個別の連通を提供する、少なくとも１つの流体流切換弁と、
を含む再生式エネルギー及び／又は質量交換アセンブリであって、
前記切替弁の任意の所与の配向において、前記複数の個別の連通が同一チャンバと連通しない、
再生式エネルギー及び／又は質量交換アセンブリ。
【請求項２】
前記流体流切換弁の半径範囲が前記交換媒体の半径範囲より略小さい、請求項１に記載の交換アセンブリ。
【請求項３】
前記交換媒体の一端部に接続された少なくとも１つのハウジングを更に含み、該ハウジング内に前記流体チャネルを設けた、請求項１に記載の交換アセンブリ。
【請求項４】
前記流体流切換弁を前記少なくとも１つのハウジング内に設けた、請求項３に記載の交換アセンブリ。
【請求項５】
前記流体流切換弁に前記調節可能な配向を与えるために、前記流体流切換弁を前記少なくとも１つのハウジング内で回転可能に取り付けた、請求項３に記載の交換アセンブリ。
【請求項６】
前記交換媒体と、前記交換媒体の一端部に接続された前記少なくとも１つのハウジングと、前記ハウジング内で回転可能に取り付けられた前記流体流切換弁とを貫通して延びた軸を更に含む、請求項３に記載の交換アセンブリ。
【請求項７】
前記交換媒体の一端部に接続された前記少なくとも１つのハウジングが、互いに連通した接続部及び分散部を含む、請求項３に記載の交換アセンブリ。
【請求項８】
外部の流体流供給源に接続するよう各々が構成された少なくとも１つのポートであって、各前記流体チャネルと連通した少なくとも１つのポートを前記接続部が有する、請求項７に記載の交換アセンブリ。
【請求項９】
前記交換媒体と連通した開放端を前記分散部が有する、請求項８に記載の交換アセンブリ。
【請求項１０】
前記接続部の半径範囲が前記分散部の半径範囲より略小さい、請求項９に記載の交換アセンブリ。
【請求項１１】
前記流体流切換弁が前記接続部内に実質的に配置された、請求項１０に記載の交換アセンブリ。
【請求項１２】
前記流体流切換弁の半径範囲が前記接続部の内壁の半径範囲と略等しい、請求項１１に記載の交換アセンブリ。
【請求項１３】
前記第１のチャンバ及び前記少なくとも第２のチャンバを前記分散部が含む、請求項７に記載の交換アセンブリ。
【請求項１４】
断面において互いから隔てられ且つ前記交換媒体に沿って平行に延びた複数のキャビティ内に前記交換媒体が収容されると共に、前記交換媒体を収容した前記複数のキャビティが前記分散部の前記複数のチャンバに対応して配置された、請求項１３に記載の交換アセンブリ。
【請求項１５】
前記切換弁の任意の所与の配向において、各前記流体チャネルが、前記交換媒体を収容した前記複数のキャビティの少なくとも一つの少なくとも一部分と連通する、請求項１４に記載の交換アセンブリ。
【請求項１６】
前記キャビティ及び前記チャンバの断面形状が略等しく且つ軸方向回りに略均等に離間された、請求項１５に記載の交換アセンブリ。
【請求項１７】
前記チャンバの数が３つであると共に前記キャビティの数が３つである、請求項１６に記載の交換アセンブリ。
【請求項１８】
前記チャンバの数が５つであると共に前記キャビティの数が５つである、請求項１６に記載の交換アセンブリ。
【請求項１９】
前記交換媒体のいずれかの端部に配置された第１の端部ハウジング及び第２の端部ハウジングを有する、請求項１４に記載の交換アセンブリ。
【請求項２０】
前記第１の端部ハウジング内に第１の流体流切換弁が配置されると共に前記第２の端部ハウジング内に第２の流体流切換弁が配置された、請求項１９に記載の交換アセンブリ。
【請求項２１】
前記第１の端部ハウジングの前記分散部の前記第１のチャンバ及び前記少なくとも第２のチャンバの位置が、それと対応する前記第２の端部ハウジングの前記分散部の前記複数のチャンバの位置と軸方向において略揃った、請求項２０に記載の交換アセンブリ。
【請求項２２】
前記第１及び第２の流体流切換弁がそれぞれの端部ハウジング内に対応して配置され且つ動作中に同位相で回転する、請求項２１に記載の交換アセンブリ。
【請求項２３】
前記流体流切換弁が、軸方向に沿って順に第１セグメント、第１縮径部、第２セグメント、第２縮径部及び第３セグメントと、前記流体流切換弁内の内部空間を画定する内孔と、前記第２縮径部の外壁の第１のポートから前記内部空間を通って前記第１セグメントの外壁の第２のポートまで延びた第１の流路と、前記第１縮径部に隣接した前記第１セグメントの端部壁の第３のポートから前記第１セグメントの外壁の第４のポートまで延びた第２の流路とを含むと共に、前記第１の流路及び前記第２の流路が互いから隔てられた、請求項８に記載の交換アセンブリ。
【請求項２４】
前記流体流切換弁と前記接続部との間に密閉手段を設けた、請求項２３に記載の交換アセンブリ。
【請求項２５】
前記流体流切換弁の前記第１、第２及び第３セグメントの各々と前記接続部の前記内壁との間に密閉手段を設けた、請求項２４に記載の交換アセンブリ。
【請求項２６】
前記接続部が開放端と該開放端を閉止する閉止手段とを有する、請求項２５に記載の交換アセンブリ。
【請求項２７】
断面において互いから隔てられ且つ前記交換媒体に沿って平行に延びた複数のキャビティ内に前記交換媒体が収容された、請求項１に記載の交換アセンブリ。
【請求項２８】
各前記キャビティが隣接するキャビティから断熱された、請求項２７に記載の交換アセンブリ。
【請求項２９】
前記交換媒体を収容した前記複数のキャビティが中央ハウジング内に配置された、請求項２７に記載の交換アセンブリ。
【請求項３０】
前記交換媒体の一端部に接続された前記ハウジングと前記中央ハウジングとの間に設けられたスナップ式接続手段を更に含む、請求項２９に記載の交換アセンブリ。
【請求項３１】
（ａ）交換媒体の第１の領域と連通した第１の流体チャネルを有する第１のチャンバを含む第１の流路に第１の流体流を通す工程と、
（ｂ）前記交換媒体の第２の領域と連通した第２の流体チャネルを有する少なくとも第２のチャンバであって、分割部によって前記第１のチャンバと隔てられた少なくとも第２のチャンバを含む、少なくとも第２の流路に、少なくとも第２の流体流を通す工程と、
（ｃ）流路変更前に異なる流体流が既に通過した前記交換媒体の複数の領域の１つを前記流体流の少なくとも一方が通過するように、前記交換媒体に向かう前記流体流の流路を変更する工程と、
を含み、
前記流路の変更前、変更後及び変更中の任意の１つにおいて、前記複数の個別の流体流が同一チャンバと連通しない、
少なくとも２つの流体流間でエネルギー及び／又は質量を交換する方法。
【請求項３２】
前記各流路が流体流切換弁によって変更される、請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
前記交換媒体の一端部に接続されたハウジング内に前記流体流切換弁を設けた、請求項３２に記載の方法。
【請求項３４】
前記ハウジング及び前記流体流切換弁が協働して前記流路を構成する、請求項３３に記載の方法。
【請求項３５】
前記流体流切換弁が前記ハウジング内で回転可能に取り付けられた、請求項３４に記載の方法。
【請求項３６】
断面において互いから隔てられ且つ前記流体流が流れる方向に沿って平行に延びた複数のキャビティ内に前記交換媒体が収容された、請求項３５に記載の方法。
【請求項３７】
前記複数の異なる流体流を前記交換媒体に通すために前記流体流切換弁が回転する、請求項３６に記載の方法。
【請求項３８】
前記複数の異なる流体流を前記交換媒体の前記複数の異なるキャビティに通すために前記流体流切換弁が回転する、請求項３６に記載の方法。
【請求項３９】
前記工程（ｂ）において、流路変更前に異なる流体流が既に通過した交換媒体の領域を通過する前記複数の流体流の少なくとも１つが、その前の前記異なる流体流と同じ方向に前記領域を通過する、請求項３８に記載の方法。
【請求項４０】
前記工程（ｂ）において、流路変更前に異なる流体流が既に通過した交換媒体の領域を通過する前記複数の流体流の少なくとも１つが、その前の前記異なる流体流と反対方向に前記領域を通過する、請求項３８に記載の方法。
【手続補正書】
【提出日】平成15年12月17日(2003.12.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的に、少なくとも２つの流体流間でエネルギー及び質量を交換する方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
２つの流体流間で顕熱、潜熱及び水分を交換する従来の再生式装置は、ホイール状のものを製造可能であり、エンタルピーホイール、エネルギーホイール又は熱交換ホイールと呼ばれ得る（本明細書では以後「エンタルピーホイール」と呼ぶ）。従来のエンタルピーホイールについては、米国特許第４，０９３，４３５号、第４，９２４，９３４号及び第６，１５５，３３４号で説明されている。
【０００３】
従来のエンタルピーホイールは、一般的に、例えば約４０ｒｐｍ以下と、かなり低速で軸上を回転する。エンタルピーホイールは、一般的に、（水分を吸収可能であり従って顕熱及び潜熱を吸収可能な）乾燥材料がコーティングされた（顕熱を吸収可能な）媒体の基質を収容したハウジングを有する。媒体は、平面状の紙と波形の紙とが交互した複数のシートで作ることができ、開放端を有する波形により、ホイールを軸方向に貫通する多数の平行な経路が設けられる。この波形の構成により、エンタルピーホイールを通る流体の流れが容易になる。ハウジングは媒体と共に、例えばモータによって、軸回りに回転するのが一般的である。
【０００４】
例えば、第１の加湿及び加熱された気流と第２の乾燥した低温の気流との、２つの流体流は、軸方向に沿ってエンタルピーホイールに入ることができる。第１の気流は、一方の側からエンタルピーホイールを通って媒体領域内へと流れ、そこで媒体によって気流の湿度及び熱が吸収されて保持される。第２の気流は、一般的に第１の気流とは反対側からエンタルピーホイールを通って、通常は第１の気流がハウジングに入った領域とは対称の関係にある媒体領域内へと流れる。エンタルピーホイールが軸回りに回転すると、第１の気流からの湿度及び熱を保持及び吸収した媒体領域が、第２の気流がハウジングを通って流れる位置まで回転し、第２の気流の乾燥した低温の空気に湿度及び熱を移す。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明によれば、交換媒体と、流体流を前記交換媒体に通すための第１の流路と、更なる流体流を前記交換媒体に通すための少なくとも第２の流路と、前記流体流をそれぞれ前記交換媒体の異なる領域に通すために、複数の異なる流路を切り替える少なくとも１つの流体流切換弁と、を含む、再生式エネルギー及び／又は質量交換アセンブリが提供される。
【０００６】
詳細には、前記アセンブリは、第１の流体流を前記交換媒体に通すための、前記交換媒体に隣接した第１の流体チャネルを有する第１のチャンバと、第２の流体流を前記交換媒体に通すための、前記交換媒体に隣接した第２の流体チャネルを有する少なくとも第２のチャンバであって、分割部によって前記第１のチャンバと隔てられた少なくとも第２のチャンバと、前記交換媒体に隣接した少なくとも１つの流体流切換弁であって、調節可能な配向を有すると共に個々の前記流体チャネルを介して前記チャンバに至る複数の個別の連通を提供する、少なくとも１つの流体流切換弁と、を有する。
【０００７】
一実施形態においては、前記流体流切換弁の半径範囲が前記交換媒体の半径範囲より略小さい。
【０００８】
別の実施形態においては、交換アセンブリは、前記交換媒体の一端部に接続された少なくとも１つのハウジングを更に含み、該ハウジング内に前記流路を設けている。
【０００９】
別の実施形態においては、前記流体流切換弁を前記ハウジング内に設けている。
【００１０】
別の実施形態においては、前記流体流切換弁に前記調節可能な配向を与えるために、前記流体流切換弁を前記少なくとも１つのハウジング内で回転可能に取り付けている。
【００１１】
別の実施形態においては、交換アセンブリは、前記交換媒体と、前記交換媒体の一端部に接続された前記少なくとも１つのハウジングと、前記ハウジング内で回転可能に取り付けられた前記流体流切換弁とを貫通して延びた軸を更に含む。
【００１２】
別の実施形態においては、外部の流体流供給源に接続するよう構成された少なくとも２つのポートを前記接続部が有する。
【００１３】
別の実施形態においては、外部の流体流供給源に接続するよう各々が構成された少なくとも１つのポートであって、各前記流体チャネルと連通した少なくとも１つのポートを前記接続部が有する。
【００１４】
別の実施形態においては、前記交換媒体と連通した開放端を前記分散部が有する。
【００１５】
別の実施形態においては、前記接続部の半径範囲が前記分散部の半径範囲より略小さい。
【００１６】
別の実施形態においては、前記流体流切換弁が前記接続部内に実質的に配置されている。
【００１７】
別の実施形態においては、前記流体流切換弁の半径範囲が前記接続部の内壁の半径範囲と略等しい。
【００１８】
別の実施形態においては、前記第１のチャンバ及び前記少なくとも第２のチャンバを前記分散部が含む。
【００１９】
別の実施形態においては、断面において互いから隔てられ且つ前記交換媒体に沿って平行に延びた複数のキャビティ内に前記交換媒体が収容されると共に、前記交換媒体を収容した前記複数のキャビティが前記分散部の前記複数のチャンバに対応して配置されている。
【００２０】
別の実施形態においては、前記切換弁の任意の所与の配向において、各前記流体チャネルが、前記交換媒体を収容した前記複数のキャビティの少なくとも一つの少なくとも一部分と連通する。
【００２１】
別の実施形態においては、前記キャビティ及び前記チャンバの断面形状が略等しく且つ軸方向回りに略均等に離間されている。
【００２２】
別の実施形態においては、前記チャンバの数が３つであると共に前記キャビティの数が３つである。
【００２３】
別の実施形態においては、前記チャンバの数が５つであると共に前記キャビティの数が５つである。
【００２４】
別の実施形態においては、交換アセンブリは、前記交換媒体のいずれかの端部に配置された第１の端部ハウジング及び第２の端部ハウジングを有する。
【００２５】
別の実施形態においては、前記第１の端部ハウジング内に第１の流体流切換弁が配置されると共に前記第２の端部ハウジング内に第２の流体流切換弁が配置されている。
【００２６】
別の実施形態においては、前記第１の端部ハウジングの前記分散部の前記複数のチャンバの位置が、前記第２の端部ハウジングの前記分散部の対応する前記複数のチャンバの位置と軸方向において略揃っている。
【００２７】
別の実施形態においては、前記第１及び第２の流体流切換弁がそれぞれの端部ハウジング内に対応して配置され且つ動作中に同位相で回転する。
【００２８】
別の実施形態においては、前記流体流切換弁が、軸方向に沿って順に第１セグメント、第１縮径部、第２セグメント、第２縮径部及び第３セグメントと、前記流体流切換弁内の内部空間を画定する内孔と、前記第２縮径部の外壁の第１のポートから前記内部空間を通って前記第１セグメントの外壁の第２のポートまで延びた第１の流路と、前記第１縮径部に隣接した前記第１セグメントの端部壁の第３のポートから前記第１セグメントの外壁の第４のポートまで延びた第２の流路とを含むと共に、前記第１の流路及び前記第２の流路が互いから隔てられている。
【００２９】
別の実施形態においては、前記流体流切換弁と前記接続部との間に密閉手段を設けている。
【００３０】
別の実施形態においては、前記流体流切換弁の前記第１、第２及び第３セグメントの各々と前記接続部の前記内壁との間に密閉手段を設けている。
【００３１】
別の実施形態においては、前記接続部が開放端と該開放端を閉止する閉止手段とを有する。
【００３２】
別の実施形態においては、断面において互いから隔てられ且つ前記交換媒体に沿って平行に延びた複数のキャビティ内に前記交換媒体が収容されている。
【００３３】
別の実施形態においては、各前記キャビティが隣接するキャビティから断熱されている。
【００３４】
別の実施形態においては、前記交換媒体を収容した前記複数のキャビティが中央ハウジング内に配置されている。
【００３５】
別の実施形態においては、交換アセンブリは、前記交換媒体の一端部に接続された前記ハウジングと前記中央ハウジングとの間に設けられたスナップ式接続手段を更に含む。
【００３６】
本発明によれば、（ａ）交換媒体の第１の領域と連通した第１の流体チャネルを有する第１のチャンバを含む第１の流路に第１の流体流を通す工程と、（ｂ）前記交換媒体の第２の領域と連通した第２の流体チャネルを有する少なくとも第２のチャンバであって、分割部によって前記第１のチャンバと隔てられた少なくとも第２のチャンバを含む、少なくとも第２の流路に、少なくとも第２の流体流を通す工程と、（ｃ）流路変更前に異なる流体流が既に通過した前記交換媒体の複数の領域の１つを前記流体流の少なくとも一方が通過するように、前記交換媒体に向かう前記流体流の流路を変更する工程と、を含み、前記流路の変更前、変更後及び変更中の任意の１つにおいて、前記複数の個別の流体流が同一チャンバと連通しない、少なくとも２つの流体流間でエネルギー及び／又は質量を交換する方法が提供される。
【００３７】
一実施形態においては、前記各流路が流体流切換弁によって変更される。
【００３８】
別の実施形態においては、前記交換媒体の一端部に接続されたハウジング内に前記流体流切換弁を設けている。
【００３９】
別の実施形態においては、前記ハウジング及び前記流体流切換弁が協働して前記流路を構成する。
【００４０】
別の実施形態においては、前記流体流切換弁が前記ハウジング内で回転可能に取り付けられている。
【００４１】
別の実施形態においては、断面において互いから隔てられ且つ前記流体流が流れる方向に沿って平行に延びた複数のキャビティ内に前記交換媒体が収容されている。
【００４２】
別の実施形態においては、前記複数の異なる流体流を前記交換媒体に通すために前記流体流切換弁が回転する。
【００４３】
別の実施形態においては、前記複数の異なる流体流を前記交換媒体の前記複数の異なるキャビティに通すために前記流体流切換弁が回転する。
【００４４】
別の実施形態においては、前記工程（ｂ）において、流路変更前に異なる流体流が既に通過した交換媒体の領域を通過する前記複数の流体流の少なくとも１つが、その前の前記異なる流体流と同じ方向に前記領域を通過する。
【００４５】
別の実施形態においては、前記工程（ｂ）において、流路変更前に異なる流体流が既に通過した交換媒体の領域を通過する前記複数の流体流の少なくとも１つが、その前の前記異なる流体流と反対方向に前記領域を通過する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４６】
本発明のより良好な理解のために、及び、本発明がどのように実行され得るかをより明確に示すために、本発明の好ましい実施形態を示す添付の図面を例として参照する。
【００４７】
図１ａには従来のエンタルピーホイール５０が示されている。エンタルピーホイール５０は、例えば約４０ｒｐｍ以下と、かなり低速で軸１０２上を回転する。エンタルピーホイール５０は、一般的に、（水分を吸収可能であり従って顕熱及び潜熱を吸収可能な）乾燥材料がコーティングされた（顕熱を吸収可能な）媒体１０３の基質を収容したハウジング１０１を有する。図１ｂに示されるように、媒体１０３は、平面状の紙と波形の紙とが交互した複数のシートで作ることができ、開放端を有する波形により、ホイールを軸方向に貫通する多数の平行な経路が設けられる。この波形の構成により、エンタルピーホイール５０を通る流体の流れが容易になる。ハウジング１０１は媒体１０３と共に、例えばモータ１０４によって、軸１０２回りに回転するのが一般的である。エンタルピーホイール５０のハウジング１０１を回転させるためにモータ１０４からの駆動力を伝達するために、溝１０５内にベルト１０６を配置可能なように、ハウジング１０１の外周部に溝１０５を設けることができる。カセットハウジング（図示せず）がエンタルピーホイール５０を囲んで、流体を通すようにガスダクト（図示せず）に接続されることも可能である。
【００４８】
例えば、第１の加湿及び加熱された気流１１と第２の乾燥した低温の気流２１との、２つの流体流は、軸方向に沿ってエンタルピーホイール５０に入ることができる。第１の気流１１は、一方の側からエンタルピーホイール５０を通って、媒体１０３の１５で示される領域内へと流れ、そこで媒体１０３によって第１の気流１１の湿度及び熱が吸収されて保持される。第２の気流２１は、一般的に第１の気流１１とは反対側からエンタルピーホイール５０を通って、通常は第１の気流１１が媒体１０３に入った領域とは対称の関係にある、媒体１０３の２５で示される領域内へと流れる。エンタルピーホイール５０のハウジング１０１が軸回りに回転すると、第１の気流１１からの湿度及び熱を保持及び吸収した媒体１０３の領域が、第２の気流２１が媒体１０３を通って流れる位置まで回転し、第２の気流２１の乾燥した低温の空気に湿度及び熱を移す。
【実施例】
【００４９】
図２ａは、本発明のエンタルピーホイールアセンブリ１００の縦断面図を示す。ここに開示される実施形態では、例として、例えば換気や空気調和システム等における、２つのガス流間の熱及び湿度の交換について触れる。しかし、エンタルピーホイール１００は、２つ以上の流体流間のエネルギー及び／又は質量の交換に使用可能なものとして理解される。詳細には、エンタルピーホイールアセンブリ１００は、ガス浄化、ガス濃縮、混合ガスからの価値ある成分の回収、及び２つのガス流間の選択的な質量の移動等であるがこれらに限定されない他の用途に対しても、適用可能性を有し得る。
【００５０】
図２ａを参照すると、エンタルピーホイールアセンブリ１００は、中央ハウジング１２０と、第１の端部ハウジング１４０と、第２の端部ハウジング１４０’とを含む。図２ａに示されている実施形態では、第１の端部ハウジング１４０の構成要素は第２の端部ハウジング１４０’ の構成要素と同一である。従って、第２の端部ハウジング１４０’に関する参照番号は添字「’」を伴って示されている。中央ハウジング１２０は円筒形であるのが好ましく、交換媒体１１０を収容している。適切な交換媒体は、Ｅ−ＴＥＫから市販されているランダム配向された繊維ベースのカーボン紙、又は、Ｗ．Ｌ．ゴア（W.L. Gore）から市販されているカーボン布を含む。媒体１１０は、２つの端面１１２、１１２’を有する。中央ハウジング１２０の対向する開放端には、２つの端部ハウジング１４０、１４０’が配置されている。３つのハウジング１２０、１４０、１４０’を貫通して、好ましくはこれらのハウジングの環状断面の中心に沿って、軸１８０が延出している。更に、第１の端部ハウジング１４０には軸１８０回りに流体流切換弁２００が嵌入されており、これについては後述する。更に、ここに開示される実施形態の流体流切換弁２００及び端部ハウジング１４０は相互に協働して、外部のガス流が交換媒体１１０に至るための少なくとも２つの流路を形成する。更に、第２の端部ハウジング１４０’にも流体流切換弁２００’を配設できる。
【００５１】
図３ａ及び図３ｂに示されるように、エンタルピーホイールアセンブリ１００の中央ハウジング１２０は、その各端部に拡大内径部１２１及び１２３を有する。拡大内径部１２１及び１２３は、第１の端部ハウジング１４０及び第２の端部ハウジング１４０’を中央ハウジング１２０に接続するよう構成されている。
【００５２】
図４ａ〜図４ｄは、端部ハウジングの第１の例の様々な斜視図及び断面図を示す。図４の参照番号は第１の端部ハウジング１４０に対応したものであるが、これらは第２の端部ハウジング１４０’にも等しく当てはまるものと理解される。
【００５３】
図４ａを参照すると、第１の端部ハウジング１４０は、互いに連通した接続部１４１及び分散部１４２を有する。接続部１４１は、外壁１５３及び内壁１５２を有する（図４ｂ及び図４ｃ参照）。内壁１５２は、円筒形であり得る内部チャンバ１６０を画定する。接続部１４１の外壁１５３は、２つのガスポート１４３、１４４が設けられた平面部１５４を画定可能である。ガスポート１４３、１４４は、接続部１４１の内部チャンバと連通している。接続部１４１の開放端は、ねじ付きキャップ等の閉止手段５００（図２ａ参照）によって閉止可能である。図４ｄを参照すると、接続部１４１の内壁１５２には、Ｏリング（図示せず）等の密閉手段を収容するための複数の環状溝４００が平行な関係に配設されている。
【００５４】
図４ａ、図４ｂ及び図４ｃは、接続部１４１から径方向に延びる分散部１４２の端部壁１５８と、端部壁１５８から軸方向に延びる部分１５７とを示す。図２ａで示されるように、軸方向に延びる部分１５７は円筒形であり得ると共に、中央ハウジング１２０の拡大内径部１２１に嵌入するよう構成された縮小外径部１４７を有し得る。中央ハウジング１２０と第１の端部ハウジング１４０との間を密閉するために、縮小外径部１４７にＯリング溝１５５を配設できる。
【００５５】
分散部１４２の開放端の中心にはジャーナル１４５が設けられる。ジャーナル１４５から分散部１４２の外壁に向かって複数のチャンバ分割部１５１が径方向に延び、複数のチャンバ１５０を画定している。ジャーナル１４５は、接続部１４１に向かって軸方向に延びる部分１４６を有する。更に、部分１４６は、分散部１４２の内側端部壁１５８から離間され、分散部１４２の各チャンバ１５０内に複数の扇状開口部１５６を形成している。開口部１５６は、接続部１４１の内部チャンバ１６０から複数のチャンバ１５０内への複数のガス流路を設ける。ジャーナル１４５は、軸１８０を支持するハブ１４９を有する。
【００５６】
軸方向に延びる部分１４６の内壁１６１には、例えばＯリング（図示せず）を用いた密閉用の、少なくとも１つの環状溝１４８を配設可能である。軸方向に延びる部分１４６の内壁１６１は、接続部１４１の内部チャンバ１６０と略同じ直径を有し得る。分散部１４２及びジャーナル１４５は共通端面１５９を有する。
【００５７】
図２ａは、第１の端部ハウジング１４０に嵌入された流体流切換弁２００を示す。図５ａ、図５ｂ及び図５ｃは、流体流切換弁２００の詳細な構造を示す。流体流切換弁２００は複数の縮径部を有する。詳細には、好ましい実施形態において、流体流切換弁２００は、第１セグメント２２０、第２セグメント２４０及び第３セグメント２６０と、第１縮径部２３０及び第２縮径部２５０とを有する。セグメント２２０、２４０及び２６０は同じ直径を有することが可能である。同様に、縮径部２３０、２５０は同じ縮径を有することが可能である。流体流切換弁２００の端面２１０内にはスロット２１１が設けられている。スロット２１１は弧状であるのが好ましく、第１セグメント２２０の端面２１０よりも小さい半径を有する。スロット２１１は、第１セグメント２２０を貫通して軸方向に延びる。第１セグメント２２０の外壁２２１には、２つのスロット、即ち、スロット２１２及び２１３を配設できる。スロット２１１はスロット２１２と連通している。
【００５８】
流体流切換弁２００は、その全長を貫通して軸方向に延びる内孔２１４を有する。内孔２１４は端面２１０に隣接する位置まで延び、その地点に、軸１８０を支持するための縮径部２１５を有する。内孔２１４はスロット２１１及び２１２から隔てられている。スロット２１３は内孔２１４と連通している。
【００５９】
第２縮径部２５０には、この部分を貫通する複数の孔、即ち、複数のガス分散孔２５１及び複数のピンホール２５３が設けられている。図２ｂで示されるように、後述するようにガス流を分散するために流体流切換弁２００が軸と共に回転するよう流体流切換弁２００を軸１８０に固定するピン３５０を収容するために、ピンホール２５３の少なくとも１つを使用できる。
【００６０】
第３セグメント２６０の端面２７０には複数のねじ穴２７１が設けられている。これらのねじ穴２７１は、エンタルピーホイール１００を分解する際に流体流切換弁２００を第１の端部ハウジング１４０から取り外し可能にする、ねじを収容するために用いられる。流体流切換弁２００及び２００’は、第１の端部ハウジング１４０及び第２の端部ハウジング１４０’の内側空間１６０、１６０’にそれぞれ嵌入される。軸１８０は、流体流切換弁２００及び２００’の各縮径部２１５、２１５’を貫通し、流体流切換弁は各ピン３５０、３５０’を用いて軸１８０に固定される。動作中は、流体流切換弁２００、２００’は軸１８０と共に連続的に回転する。
【００６１】
図２ａを参照すると、中央ハウジング１２０内には熱及び質量交換媒体１１０が配置されている。媒体は、軸１８０を回転可能に受けるための、媒体を貫通して軸方向に延びる内孔１１１を有する。動作に際しては、軸はモータ（図示せず）によって駆動される。この構成では、第１の端部ハウジング１４０及び第２の端部ハウジング１４０’内の流体流切換弁２００及び２００’が、その中の媒体１１０を回転させずに、軸１８０と同位相で回転できる。上述したように、第１の端部ハウジング１４０及び第２の端部ハウジング１４０’の各々は、中央ハウジング１２０の拡径部１２１、１２３に嵌入するよう構成された縮径部１４７を有する。ガス流からのいかなるガスの漏洩も防止するために、例えばＯリング等の密閉手段１２２を設けるのが好ましい。図２ａで示されるように、媒体１１０並びに第１の端部ハウジング１４０及び第２の端部ハウジング１４０’の寸法は、ジャーナル１４５、１４５’の端面１５９、１５９’が媒体の端面１１２、１１２’と隣接し且つ接触しないよう定められるのが好ましい。
【００６２】
軸１８０（図６参照）にはピンホール１８３及び１８３’が設けられる。図２ａの左側に示されるように、流体流切換弁２００は、流体流切換弁２００のピンホール２５３と軸１８０のピンホール１８３及び１８３’の一方とに嵌入するピン３５０によって、軸に対して固定される。従って、流体流切換弁２００は軸１８０と同位相で回転する。
【００６３】
流体流切換弁の内孔２１４の直径が軸１８０の外径よりも大きいので、流体流切換弁２００内にガス流路が形成される。接続部１４１の内部チャンバ１６０は、図５ａ及び図５ｂでは、第１セグメント２２０、第２セグメント２４０及び第３セグメント２６０の直径である流体流切換弁２００の外壁２２１の直径と、略同じ直径を有するのが好ましい。流体流切換弁２００は、流体流切換弁２００の第２セグメント２４０の位置が、密閉のために例えばＯリング（図示せず）を配置可能な接続部１４１の内壁１５２に設けられた溝４００の位置と略揃うように、第１ハウジング１４０内で軸１８０上に配置される。図２ｂに示されるように、第１の端部ハウジング１４０内に流体流切換弁２００が配置されると、第２セグメント２４０と第３セグメント２６０との間に第１内部空間４４０が設けられ、第１内部空間４４０は、第１セグメント２２０と第２セグメント２４０との間の第２内部空間４４１から隔てられている。更に、第３セグメント２６０にはＯリング（図示せず）を配設できる。
【００６４】
次に、図５ａ、図５ｂ及び図５ｃを参照すると、第１の端部ハウジング１４０及び流体流切換弁２００の寸法は、第１の端部ハウジング１４０内に流体流切換弁２００が配置された際に、流体流切換弁２００の第１セグメント２２０の各スロット２１２、２１３の位置が、ガスを分散するための複数のチャンバ１５０内に位置する複数の開口部１５６（図４ａ及び図４ｂ参照）の各々の位置と略揃うように定められる。ジャーナル１４５には少なくとも１つの溝１４８が設けられるのが好ましい。ジャーナル１４５の内壁１６１の直径は接続部１４１の内壁１５２の直径と略同じであるので、流体流切換弁２００の第１セグメント２２０の外壁２２１の直径と略同じである。ジャーナル１４５と第１セグメント２２０との間を密閉するために、溝１４８に、例えばＯリング（図示せず）である密閉手段を配置できる。組み立ての際には、流体流切換弁２００に２つの別個の板、即ち、密閉板３７０及び支持板３８０が設けられる（図２ａ及び図２ｂ参照）。図５ｂに最もよく示されているように、密閉板３７０は第１セグメント２２０のスロット２１１の形状に従って形成されると共に、スロット２１１に嵌入して端面２１０においてスロット２１１を閉止可能な或る厚さを有する。密閉板３７０を、例えば溶接等によって流体流切換弁２００に固定できる。支持板３８０には、軸１８０が貫通可能な貫通孔が設けられる。支持板３８０は、流体流切換弁２００の内孔２１４の直径より大きい直径を有する。流体流切換弁２００の内孔２１４には、端面２７０に隣接した位置に段部２７２が設けられ、流体流切換弁２００の内孔２１４に嵌入された支持板３８０が段部２７２に当接可能になっている。従って、流体流切換弁２００はその端部に隣接する２箇所で、即ち、縮径部２１５及び支持板３８０によって、軸１８０回りに支持される。
【００６５】
引き続き図２ａ及び図２ｂを参照すると、第１の端部ハウジング１４０の接続部１４１の端面には、キャップ等の閉止手段５００が設けられる。閉止手段５００は、例えば５０１で示されるねじ接続等の公知の方法で、接続部１４１の端面に固定される。閉止手段５００は、軸受け３８５によって軸１８０を支持する。ジャーナル１４５も、軸受け３７５によって軸を支持する。例えばＯリングによって、ジャーナル１４５と軸１８０との間を密閉できる。従って、軸１８０は、２箇所で軸受けを用いて第１の端部ハウジング１４０に支持される。
【００６６】
図４ｂに示されるように、第１の端部ハウジング１４０の接続部１４１の平面部１５４には、２つのガスポート１４３及び１４４が設けられる。図１０に見られるように、２つのガスポート１４３及び１４４は、接続部１４１の内部チャンバ１６０と連通している。径方向では、ガスポート１４３は次に挙げる構成要素、即ち、第１内部空間４４０、複数のガス分散孔２５１、内孔２１４、スロット２１３、並びに、後述する流体流切換弁２００の適切な回転時に、複数の開口部１５６、複数のチャンバ１５０及び中央ハウジング１２０と連通する。ガスポート１４４は次に挙げる構成要素、即ち、第２内部空間４４１、スロット２１１、スロット２１２、並びに、後述する流体流切換弁２００の適切な回転時に、複数の開口部１５６、複数のチャンバ１５０及び中央ハウジング１２０と連通する。同様に、中央ハウジング１２０は第２の端部ハウジング１４０’と連通する。
【００６７】
第１の端部ハウジング１４０及び第２の端部ハウジング１４０’は、第１の端部ハウジング１４０の複数のチャンバ１５０の位置が第２の端部ハウジング１４０’のチャンバ１５０’の位置と略揃うように配置される。更に、エンタルピーホイール１００の動作中には、流体流切換弁２００及び２００’は互いに同位相で回転する。即ち、軸方向において、スロット２１１、２１２、２１３の位置はスロット２１１’、２１２’、２１３’の位置と常に揃っている。
【００６８】
上述したように、交換媒体１１０は、多くの平行した流体チャネルを有するのが一般的である。高い圧力及び／又は高い圧力勾配を有する流体流と共に動作する場合には、より高い圧力を有する流体流は、より低い圧力を有する流体流に向かって、媒体１１０の軸方向に延びるチャネル間を横断する傾向がある。これにより、湿度及び／又は熱交換の性能が劣化し得ると共に、エンタルピーホイールアセンブリ１００からの漏洩も生じ得る。従って、図７ａ及び図７ｂに示されるように、本発明のエンタルピーホイールアセンブリ１００は、多キャビティ型媒体支持体３００を有するのが好ましい。多キャビティ型媒体支持体３００は内壁３０２を有すると共に、中央ハウジング１２０と同様に略円筒形であるが、中央ハウジング１２０の直径よりも小さい直径を有する。多キャビティ型媒体支持体３００は、軸１８０が貫通するためのハブ３１０を有する。複数のキャビティ分割部３０３が、径方向に多キャビティ型媒体支持体３００のハブ３１０から内壁３０２に向かって且つ軸方向に多キャビティ型媒体支持体３００の全長にわたって延び、それにより、多キャビティ型媒体支持体３００の内部空間を、チャンバ１５０の数に対応する複数のキャビティ３０１に分割する。更に、多キャビティ型媒体支持体３００は端面３０４を有する。
【００６９】
動作に際しては、多キャビティ型媒体支持体３００は中央ハウジング１２０に嵌入され、複数のキャビティ３０１内に媒体が個別に配置される。従って、１つのキャビティ３０１内の媒体は、隣接するキャビティ内の媒体から隔てられている。第１の端部ハウジング１４０及び第２の端部ハウジング１４０’内の各チャンバ１５０、１５０’は、多キャビティ型媒体支持体３００内の対応するキャビティとそれぞれ位置揃えされている。端部ハウジング１４０、１４０’及び多キャビティ型媒体支持体３００は回転しないので、例えばガスケット（図示せず）等の適切な従来の面密閉手段を用いて、多キャビティ型媒体支持体３００の静止した端面３０４と第１及び第２の端部ハウジング１４０及び１４０’の静止した端面１５９及び１５９’との間をそれぞれ密閉できる。その結果、複数の異なるガス流路が互いから隔てられ、上述の多キャビティ型媒体支持体３００の隔離特性及び密閉技術により、高圧流から低圧流へと媒体材料を横断する流れの漏洩が防止される。オプションとして、流路が更に互いから断熱されると共に中央ハウジング１２０の壁及びひいては周囲環境から断熱されるように、多キャビティ型媒体支持体３００の材料は断熱特性を有するように選択されてもよい。
【００７０】
次に、図８ａ、図８ｂ、図９ａ及び図９ｂを参照すると、エンタルピーホイールアセンブリ１００を容易に分解するために、中央ハウジング１２０並びに第１の端部ハウジング１４０及び第２の端部ハウジング１４０’に、スナップ式接続手段を設けることができる。第１の端部ハウジング１４０及び第２の端部ハウジング１４０’の外壁には複数の取付部８０が設けられる。中央ハウジング１２０の外壁には複数のラッチ７０及びフック手段６０が設けられる。フック手段６０が取付部８０を引っかけて、ラッチ７０とのスナップ式接続を構成するように、フック手段６０を構成できる。ラッチ７０を把持することにより、フック手段６０が取付部８０を引っかけるように駆動できる。これにより、中央ハウジング１２０並びに第１の端部ハウジング１４０及び第２の端部ハウジング１４０’を容易に着脱可能にするスナップ式接続が構成される。この構成により、媒体交換業務が簡単になる。
【００７１】
図２ａの構成では、２つの流体流間におけるエネルギー及び／又は質量交換の提供が意図される。以下の複数の異なる動作モードの詳細な説明により、これを更に説明する。
【００７２】
例えば図１０を参照すると、第１の温かく湿ったガス流１０及び第２の冷たく乾いたガス流２０は、並流としてエンタルピーホイールアセンブリ１００を通って流れる。即ち、ガス流１０、２０はホイール１００の同じ側を通って入り、ホイール１００の同じ側を通って出る。第１のガス流１０はガスポート１４３を通ってエンタルピーホイールアセンブリ１００に入り、第１内部空間４４０へと流れ込む。ここから、第１のガス流１０は、第２の縮径部２５０に位置する複数のガス分散孔２５１を通って、流体流切換弁２００の内孔２１４に流れ込む。次に、第１のガス流１０は内孔２１４の長さに沿って流れ、スロット２１３を通って流体流切換弁２００から出る。流体流切換弁２００は軸１８０と共に連続的に回転しているので、スロット２１３が開口部１５６の１つと連通する位置まで流体流切換弁２００が回転すると、第１のガス流１０は個々の開口部１５６を介してチャンバ１５０の１つに流れ込む。ガス流は通常、送風機（図示せず）によって運ばれるので、第１のガス流１０は強制的に軸方向に沿って流され、中央ハウジング１２０のキャビティ３０１の１つに支持された媒体１１０に流れ込む。上述したように、キャビティ３０１の１つの中の媒体１１０は軸方向に延びる複数のチャネルを有し、これらのチャネルは、別のキャビティの軸方向に延びる複数のチャネルとは径方向又は周方向のいずれにおいても連通していない。従って、第１のガス流１０は複数の媒体チャネルに沿って流れ、第２の端部ハウジング１４０’の対応するチャンバ１５０’に至る。ここから、第１のガス流１０は開口部１５６’及びスロット２１３’をそれぞれ通って流れ、流体流切換弁２００’の内孔２１４’に入る。次に、第１のガス流１０は内孔２１４’の長さに沿って流れ、複数の孔２５１’を通って出て、第１内部空間４４０’を通過し、ガスポート１４３’を通ってエンタルピーホイールアセンブリ１００から出て、外部ダクト（図示せず）に流れ込む。第１のガス流１０が媒体１１０の複数のチャネルをわたって流れると、第１のガス流の熱及び湿度が媒体１１０に保持される。流体流切換弁２００は軸１８０と共に連続的に回転するので、第１のガス流は媒体１１０の全てのチャネルを通って流れ、熱及び湿度が媒体１１０に保持される。
【００７３】
第２のガス流２０はガスポート１４４を通ってエンタルピーホイールアセンブリ１００に入り、第２内部空間４４１に流れ込む。なお、第１内部空間４４０は第２内部空間４４１から隔てられている。ここから、第２のガス流２０は、スロット２１１及びスロット２１２をそれぞれ通過する。次に、スロット２１２が開口部１５６の１つと連通する位置まで流体流切換弁２００が回転すると、第２のガス流２０は、個々の開口部１５６を介して個別のチャンバ１５０の１つに流れ込む。次に、第２のガス流２０は、中央ハウジング１２０のキャビティ３０１の１つの中の複数の媒体チャネルに沿って流れ、第２の端部ハウジング１４０’の対応するチャンバ１５０’に至る。上述したように、第１のガス流１０の湿度及び熱は、中央ハウジング１２０の全てのキャビティ３０１内の媒体の全てのチャネルに保持されている。従って、第２のガス流２０がチャネルに沿って流れると、熱及び湿度が第２のガス流２０に移される。よって、第２のガス流２０は、媒体１１０を通って第２の端部ハウジング１４０’のチャンバ１５０’に至る際に加熱及び加湿される。ここから、第２のガス流２０は開口部１５６’、スロット２１２’及びスロット２１１’をそれぞれ通って流れ、第２内部空間４４１’に入る。次に、第２のガス流２０はガスポート１４４’を介してエンタルピーホイールアセンブリ１００から出て、外部ダクト（図示せず）に流れ込む。
【００７４】
なお、チャンバ１５０、媒体キャビティ３０１及びチャンバ１５０’の任意の１つは、いつでも、第１の流れ１０のガス又は第２の流れ２０のガスのいずれか一方のみを収容することを留意されたい。チャンバ分割部１５１が各チャンバを分けて、第１のガス流１０及び第２のガス流２０が決して混ざらないようにしている。図示されている実施形態では、ガス流の混合が生じないことを確実にするために、流体流切換弁２００のスロット２１２、２１３のサイズ及び開口部１５６のサイズは次のように選択されて配向される。図１１は、スロット２１２、２１３のサイズと３つの開口部１５６（チャンバ１５０が３つの場合で、図１１では１５６ａ、１５６ｂ及び１５６ｃの参照番号で示されている）との関係を示す。この図では、セグメント２１２ａ及び２１３ａはそれぞれ、弧状のスロット２１２及び２１３に対応する弦を示す。従って、各セグメント２１２ａ、２１３ａの２つの端部は、各スロット２１２、２１３の２つの端部をそれぞれ表す。図１１に示されるように、流体流切換弁２００は時計回りの方向に回転する。スロット２１３と開口部１５６ａとの連通を遮断するためにスロット２１３が回転してチャンバ１５０ａから離れた瞬間に、スロット２１２がその開口部１５６ａと連通しないように、スロット２１２、２１３及び開口部１５６のサイズ及び向きを定めるべきである。この構成により、各チャンバ１５０内で第１の流体流と第２の流体流とが確実に混ざらない。
【００７５】
次に図１２を参照すると、第２の実施形態では、ガス流１０、２０’は、対向流としてエンタルピーホイール１００を通って流れる。即ち、第１のガス流１０はホイール１００の一方の側から入り、第２のガス流２０’はホイール１００の反対側から入る。これは好ましい動作モードである。第１のガス流１０は上述した第１の実施形態と同じガス流路を辿るので、説明を繰り返さない。
【００７６】
第２のガス流２０’は、第２の端部ハウジング１４０’のガスポート１４４’を通ってエンタルピーホイールアセンブリ１００に入り、第２内部空間４４１’に流れ込む。ここから、第２のガス流２０’はスロット２１１’及び２１２’をそれぞれ通過する。次に、スロット２１２’が開口部１５６’の１つと連通する位置まで流体流切換弁２００’が回転すると、第２のガス流２０’は個々の開口部１５６’を介してチャンバ１５０’の１つに流れ込む。次に、第２のガス流２０’は中央ハウジング１２０のキャビティ３０１の１つの中の複数の媒体チャネルに沿って流れ、第１の端部ハウジング１４０の対応するチャンバ１５０に至る。図１０の実施形態に関して上述したように、第２のガス流２０’がチャネルに沿って流れると、熱及び湿度が第２のガス流２０’に移される。ここから、第２のガス流２０は開口部１５６、スロット２１２及びスロット２１１をそれぞれ通って流れ、第１の端部ハウジング１４０の第２内部空間４４１に入る。次に、第２のガス流２０’はガスポート１４４を介してエンタルピーホイールアセンブリ１００から出て、外部ダクト（図示せず）に流れ込む。
【００７７】
図１３は、本発明の第２の例による端部ハウジング１４０及び多キャビティ型支持体３００の斜視図を示す。この例では、端部ハウジング１４０は５つのチャンバ分割部１５１を有し、チャンバ分割部１５１は分散部１４２を５つの個別のチャンバ１５０に区切る。同様に、多キャビティ型支持体３００は５つのキャビティ分割部３０３を有し、キャビティ分割部３０３は多キャビティ型支持体３００の内部空間を、端部ハウジング１４０のチャンバ１５０に対応した５つの個別のキャビティ３０１に分ける。なお、動作中にはチャンバ１５０の位置とキャビティ３０１の位置とが揃っており、チャンバ１５０、媒体キャビティ３０１及びチャンバ１５０’の任意の１つは、いつでも、第１の流れ１０のガス又は第２の流れ２０のガスのいずれか一方のみを収容している。チャンバ分割部１５１が各チャンバを分けて、第１のガス流１０及び第２のガス流２０が決して混ざらないようにしている。流体流切換弁２００のスロット２１２、２１３のサイズ及び向き、並びに開口部１５６のサイズ及び向きは、実際のチャンバ１５０の数に応じて、ガス流の混合が生じないことを確実にするよう選択される。
【００７８】
なお、上述の実施形態では、中央ハウジング１２０、接続部１４１、１４１’、端部ハウジング１４０、１４０’の分散部１４２、１４２’、並びに、第１セグメント２２０、第２セグメント２４０及び第３セグメント２６０は、全て円筒形であるものとして説明されたが、実際の形状は必要に応じて変更されてよい。これらの構成要素は、様々に異なる軸位置における様々に異なる周囲範囲を有してよい。従って、本開示で用いられる「直径」及び「半径」という用語は、構成要素の形状を限定するものではない。
【００７９】
エンタルピーホイール１００は、並流及び対向流の２つの異なるモードで動作する能力を有するので、多くの異なるシステム内で機能可能である。更に、中央ハウジング１２０と端部ハウジング１４０、１４０’との間の接続は、エンタルピーホイール１００が容易に組み立て及び分解されるよう構成されている。
【００８０】
更に、中央ハウジング１２０及びそれに従って媒体は動作中に回転しないので、このシステムは、高い圧力及び／又は高い圧力勾配を有する２つ以上のガス流と共に動作可能である。動作中にエンタルピーホイールを静止状態を保つことにより、新規用途で用いるためにシステム規模を拡大又は縮小できる。更に、回転部材の直径が従来の設計よりも小さいので、本発明のエンタルピーホイールアセンブリが要する回転用の駆動力を従来よりも小さくでき、システムのエネルギー損失が低減されると共にシステム効率が向上する。
【００８１】
なお、上述の説明は好ましい実施形態を構成するものであったが、本発明は、添付の特許請求の正当な範囲の正しい意味を逸脱することなく、変形及び変更され得る。例えば、交換媒体は、当該技術分野で周知の任意の材料で構成可能である。更に、中央ハウジング１２０及び媒体３００は動作中に回転しないので、本発明のハウジングは円筒形に限定されない。ハウジング１２０、１４０、１４０’の形状は、正方形、長方形又は三角形を含み得るが、これらに限定されない。同様に、流体流切換弁２００は本明細書で開示された形状に限定されない。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１ａ】従来のエンタルピーホイールの斜視図である。
【図１ｂ】従来のエンタルピーホイールで用いられる交換媒体の斜視図である。
【図２ａ】本発明によるエンタルピーホイールアセンブリの縦断面図である。
【図２ｂ】本発明によるエンタルピーホイールアセンブリの一端部の拡大図である。
【図３ａ】本発明による中央ハウジングの平面図である。
【図３ｂ】図３ａの線Ａ−Ａで切った、本発明による中央ハウジングの縦断面図である。
【図４ａ】本発明による端部ハウジングの第１の例の斜視図である。
【図４ｂ】本発明による端部ハウジングの第１の例の別の斜視図である。
【図４ｃ】本発明による端部ハウジングの第１の例の縦断面図である。
【図４ｄ】本発明による端部ハウジングの第１の例の断面斜視図である。
【図５ａ】本発明による流体流切換弁の斜視図である。
【図５ｂ】本発明による流体流切換弁の縦断面図である。
【図５ｃ】本発明による流体流切換弁の断面斜視図である。
【図５ｄ】本発明による流体流切換弁の別の斜視図である。
【図６】本発明による軸の斜視図である。
【図７ａ】本発明による多キャビティ型媒体支持体の第１の例の斜視図である。
【図７ｂ】本発明による多キャビティ型媒体支持体の第１の例の断面斜視図である。
【図８ａ】スナップ式接続手段を設けた本発明による端部ハウジングの斜視図である。
【図８ｂ】スナップ式接続手段を設けた本発明による端部ハウジングの別の斜視図である。
【図９ａ】スナップ式接続手段を設けた本発明による中央ハウジングの平面図である。
【図９ｂ】スナップ式接続手段を設けた本発明による中央ハウジングの側面図である。
【図１０】本発明によるエンタルピーホイールアセンブリの別の縦断面図である。
【図１１】図２ａの線Ａ−Ａで切った、流体流切換弁のスロットのサイズと端部ハウジングの開口部との関係を示す断面図である。
【図１２】本発明によるエンタルピーホイールアセンブリの別の縦断面図である。
【図１３】本発明による端部ハウジング及び多キャビティ型媒体支持体の第２の例の斜視図である。


【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１ａ
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１ａ】
2005500504.tif 000048
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１ｂ
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１ｂ】
2005500504.tif 000049
【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２ａ
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２ａ】
2005500504.tif 000050
【手続補正５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２ｂ
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２ｂ】
2005500504.tif 000051
【手続補正６】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４ｃ
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図４ｃ】
2005500504.tif 000052
【手続補正７】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１０】
2005500504.tif 000053
【手続補正８】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１２】
2005500504.tif 000054
【国際調査報告】
2005500504.tif 000055
2005500504.tif 000056
2005500504.tif 000057