(57)【要約】本発明は、ハウジング（２）を備え、ハウジング（２）内に回転自在に取り付けられた熱交換器要素（３）を更に有する回転式熱交換器（１）に関する。ハウジング（２）内には、互いに分離された２つの流路（５ａ、５ｂ）が気流を伝達するように構成されている。熱交換器要素（３）は、２つの流路（５ａ、５ｂ）のそれぞれと接触状態にある。熱交換器要素（３）は、回転を生成する駆動装置（４、１１）と関連付けられている。
2010529412.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジング（２）を有すると共に、例えばドラムのような熱交換器要素（３）を更に備える回転式熱交換器において、
前記ハウジングの中には、互いに分離された２つの流路（５ａ、５ｂ）がそれぞれ気流を伝達するように構成されており、
前記熱交換器要素（３）は、前記２つの流路（５ａ、５ｂ）のそれぞれと接触した状態となるように前記ハウジング（２）内に回転自在に設けられており、
前記熱交換器要素（３）は、前記熱交換器要素（３）の回転を生じさせる駆動装置（４、１０、１１）と関連付けられており、
前記駆動装置は、具体的には装着ローラーとして構成されるターボ装置（４）と、前記ターボ装置（４）から前記熱交換器要素（３）にトルクのモーメントを伝達する手段（１０）と、を備えることを特徴とする回転式熱交換器。
【請求項２】
前記ターボ装置（４）は、前記２つの気流の少なくとも一方により、軸方向の気流によって駆動されるリペラであることを特徴とする請求項１記載の回転式熱交換器。
【請求項３】
前記２つの気流の一方のみが前記ターボ装置（４）に作用する一方、前記２つの気流の他方が前記ターボ装置（４）から離れるように伝達されると共に／又は前記ターボ装置（４）から仕切られるように、前記流路（５ａ、５ｂ）が前記ターボ装置（４）に対して配置されることを特徴とする請求項２記載の回転式熱交換器。
【請求項４】
前記ターボ装置（４）は、前記２つの気流の少なくとも一方により、径方向及び／又は接線方向の気流によって駆動されるタービンであることを特徴とする請求項１記載の回転式熱交換器。
【請求項５】
前記ハウジング（２）の前記気流は、少なくとも部分的に反対方向に前記ハウジングを通じて流れることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項記載の回転式熱交換器。
【請求項６】
制動装置、特に機械的な制動装置が本発明の有利な実施形態に従って更に設けられ、
前記制動装置は、前記熱交換器要素（３）の回転を、既定の時間間隔において既定の方式により制動すると共に／又は停止することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項記載の回転式熱交換器。
【請求項７】
前記流路（５ａ、５ｂ）は、少なくとも１つの前面シーリングローラーにより互いに対して密封されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項記載の回転式熱交換器。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一項記載の回転式熱交換器を少なくとも１つ備える換気システムであって、
前記２つの気流の少なくとも一方を前記熱交換器（１）の前記流路（５ａ、５ｂ）の一方を通じて伝達する少なくとも１つのファンが設けられることを特徴とする換気システム。
【請求項９】
前記熱交換器は前記熱交換器要素（３）の前記回転速度を検出する少なくとも１つのセンサと関連付けられ、前記センサは前記ファンを制御又は調節するシステムに接続されることを特徴とする請求項８記載の換気システム。
【請求項１０】
前記熱交換器は前記熱交換器要素（３）及び／又は前記２つの気流の少なくとも一方の温度及び／又は湿度を検出する少なくとも１つのセンサと関連付けられ、前記センサは前記ファンを制御又は調節する装置に接続される請求項８又は９記載の換気システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハウジングを有し、且つ、例えばドラム式の熱交換器要素を更に備える回転式熱交換器に関する。ハウジング内には、互いに分離された２つの流路がそれぞれ気流を伝達するべくその内部に構成されており、熱交換器要素は２つの流路それぞれと接触した状態となるようにハウジング内に回転自在に設けられている。熱交換器要素は、熱交換器要素の回転を生じさせる駆動装置と関連付けられている。
【背景技術】
【０００２】
前述のタイプの回転式熱交換器は、第１媒体容積流及び第２媒体容積流が同一の熱交換器表面を通じて相反する方向に流れることにより、熱エネルギー又は冷熱エネルギーを表面に伝達し、又は取得する熱交換器である。この結果、例えば建物区域からの送出空気によって形成された第２媒体容積流から、例えば建物区域内の新鮮な空気から形成された第１媒体容積流に対する熱エネルギーの伝達が行われる。相反する方向における貫流は、第１又は第２気流のそれぞれを通じて、熱交換器の相反する方向における回転により、又は熱交換器の部品によって実現される。
【０００３】
特許文献１は、電動の回転駆動によって熱交換器要素の回転を生じさせる前述のタイプの回転式熱交換器を開示している。多くの場合、熱交換器の生産及び稼働におけるモーターのコストとともに、このモーターの設置に必要な空間は欠点と見なされる。
【０００４】
特許文献２には、軸方向ファンの直接的な下流である旋回気流が熱交換器ドラムを通じて伝達される回転式熱交換器が提案されており、熱交換器ドラムは、気流とドラムの間の摩擦力によって回転する。この構成方式は、熱交換器の直接的な近傍にファンが配置されることを仮定している。しかしながら、これは設置状況によっては多くの場合に不可能であることに加え、この駆動は、熱交換器要素に対する気流の旋回がごく僅かしか伝達されないために不利であると見なされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】欧州特許出願公開第１，４８６，７４７Ａ２号明細書
【特許文献２】欧州特許第１，０２９，２０２Ｂ１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
これとは対照的に、本発明によって解決しようとする課題は、構造が小型であって、製造及び稼働の費用効率に優れるとともに、更には、熱交換器要素の特に効果的な回転駆動を同時に可能にする、前述のタイプの回転式熱交換器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この課題は、駆動装置が、具体的には装着ローラーとして構成されるターボ装置と、ターボ装置から熱交換器要素にトルクのモーメントを伝達する手段と、を有する本発明によって実質的に解決される。本発明による回転式熱交換器においては、熱交換器要素の回転運動を生成するべく、第１及び／又は第２気流に固有の流れエネルギーを相応して部分的に使用している。本発明の意味におけるターボ装置は、ブレード、パドル、又はこれらに類似したものによって回転を生成するべく、軸方向の、径方向の、及び／又は接線方向の気流を使用する装置である。本発明の特に好適な実施形態によれば、装着ローラーは、熱交換器要素の回転軸と同軸状態においてハウジングの１つの前面上に配置され、熱交換器要素の回転を生成するべく、前述の装着ローラーに２つの気流の一方が流入する。
【０００８】
ターボ装置がリペラ（repeller）として構成される場合には、リペラに流入する２つの気流の少なくとも一方からの軸方向の気流によって、熱交換器要素の回転を生じさせることができる。これは、ハウジング上に又はその内部に、例えば前部に流入するプロペラブレードを備える装着ローラーを設けることによって実現可能である。この場合には、装着ローラーを通じて流れる２つの気流の一方により、熱交換器要素を駆動するためのトルクのモーメントが生成される。
【０００９】
このトルクのモーメントを反対方向に流れる気流の対応する影響によって打ち消すことのないように、２つの気流の一方のみがターボ装置に作用し、且つ、２つの気流の他方が、ターボ装置から離れるように伝達されると共に／又はターボ装置から仕切られるように、ターボ装置に対して流路を配置することが好ましい。このように、２つの気流の一方を略軸方向に、且つ偏向を伴うことなしにハウジングを通じて伝達することによりターボ装置を駆動可能である一方、他方の気流をハウジング内において９０°偏向させてターボ装置と接触状態にならないようにする。
【００１０】
本発明の更なる実施形態によれば、ターボ装置は、２つの気流の少なくとも一方により、径方向及び／又は接線方向の気流によって駆動されるタービンである。装着ローラーは、例えば径方向において流入するタービンブレードとして構成可能である。この場合、ターボ装置を駆動する気流は、横方向において、熱交換器のハウジング内に導入可能である。
【００１１】
熱交換器は、対向流の原理に基づいて稼働することが、即ち、ハウジングの気流が少なくとも部分的に反対方向に流れることが多くの場合に好ましい。
【００１２】
本発明の有利な実施形態によれば、熱交換器要素の過剰に高速の回転を防止するために、制動装置、特に機械的な制動装置が更に提供され、この制動装置は、既定の方式により既定の時間間隔において、熱交換器要素の回転を制動すると共に／又は停止する。この結果、熱交換器要素の間欠的な回転を生成可能である。熱交換器要素が、機械的な装置又は制動装置により、タイミングよく１８０°の回転を実行することが特に好ましい。
【００１３】
本発明による熱交換器は、好ましくは、回転運動に印加される発生可能な抵抗の量が最小化されるように熱交換器要素をその回転軸に取り付けるように構成される。また、気流を互いに対して必要なように密封することにより最小化できる摩擦抵抗の発生のために、少なくとも１つの前面シーリングローラーによって流路を互いに密封することが好ましい。シーリングローラーは、熱交換器要素と同期したその回転運動に起因した相対的に低い摩擦抵抗を、その特徴としている。
【００１４】
本発明は、前述のタイプの回転式熱交換器を少なくとも１つ備える換気システムにも更に関し、この場合には、熱交換器の流路の一方を通じて２つの気流の少なくとも一方を伝達する少なくとも１つのファンが備えられている。ファンは、熱交換器要素の回転駆動に必要な流れエネルギーを供給する。
【００１５】
回転式熱交換器の復熱特性は、使用するサイズ、構造的形状、表面構造、及び熱交換器要素の材料に加えて、回転速度にも依存している。本発明による自己回転式熱交換器を最適化するべく、好ましくは、所望の又は最適な回転速度の個々の気流に対応する回転速度に可能な限り対応するように、装着ローラー又はターボ装置内のブレードの数、形状、サイズ、及び構成を構成及び設計する。この結果、適切なセンサによって回転速度を実現し、且つ、これを、例えば、熱エネルギーの伝達又は回復プロセスの最適化のためのデジタル電子制御ユニットよって使用し、気流の流速を微細制御することによって熱交換要素の回転速度を気流に対して調整することにより、熱交換器要素の回転速度を調節可能である。この目的のために、熱交換器は、好ましくは、熱交換器要素の回転速度を検出する少なくとも１つのセンサと関連付けられ、このセンサは、ファンを制御又は調節するシステムに関連付けられている。この結果、気流のエネルギーの内容、温度、品質、湿度、又は濃度、並びに、流速を定義された方式によって調節可能である。
【００１６】
本発明による換気システムの実施形態によれば、純粋な熱的な熱エネルギーの伝達又は回復を最適化できるばかりでなく、回転式空気熱交換器内における脱湿及び再加湿を最適化することも可能である。
【００１７】
本発明による換気システムは、熱交換器要素の及び／又は２つの気流の中の少なくとも１つの温度及び／又は湿度を検出する少なくとも１つのセンサを更に有する。センサは、ファンを制御又は調節する装置に接続される。
【００１８】
ファンを通じてパルス状に瞬間的な大きな気流が生成される熱交換器要素の潜在的に高い始動抵抗を克服するために、更に制御装置を使用することができる。また、例えば、換気システムのデジタル電子制御装置によれば、熱交換器要素のクロック周波数又は１８０°の回転の制御を実現することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明による熱交換器の斜視図である。
【図２】図１の熱交換器の縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、例示目的の実施形態を使用すると共に添付図面を参照して、本発明について更に詳細に説明する。記述された且つ／又は図面に示された全ての特徴は、請求項又はその参照における結論とは無関係に、それ自体により、または任意の組合せにおいて、本発明の目的を構成する。
【００２１】
添付図面に示された熱交換器１は、カートリッジのようなハウジング２と、その内部に配置された熱交換器要素３と、ターボ装置４と、から実質的に構成される。ハウジング２内には、各領域内において互いに平行に延びる２つの流路５ａ、５ｂが設計されている。
【００２２】
流路５ａ、５ｂは例えば換気システムの部材であるが、図中に詳細には示されていない。図示の実施形態においては、建物からの送出空気が流路５ａを通じて流れるとともに、外部空気が流路５ｂによって建物内に導入される。図２の図によりわかるように、送出空気用の第１流路５ａは、入口開口部６ａ及び出口開口部７ａの間を流路５ｂに対して略平行に延びている。第１流路５ａの出口７ａには偏向部８が接続されており、図１の送出空気の流れがハウジング２から上部から出ていけるようになっている。対照的に、入口６ｂからの外部空気の流れは、偏向することなく略軸方向に、第２流路５ｂの出口７ｂへ流れている。流路５ａ及び５ｂは、中央ウェブ９により互いに分離されている。
【００２３】
熱交換器要素３は、ウェブ９の平面内に位置する軸１０上で回転自在にハウジング２内に取り付けられている。図示の実施形態においてはプロペラブレード１１を有する装着ローラーとして構成されたターボ装置４は、同様に軸１０上で回転自在に取り付けられるとともに、適切な回転可能な固定方式により熱交換器要素３に接続されており、ターボ装置４の回転によって熱交換器要素３の回転を生じさせるようになっている。
【００２４】
図２に示されているように、ターボ装置４のプロペラブレード１１には、外部空気の流れが前部に流入し、これによってターボ装置４の回転、ひいては熱交換器要素３の回転が生じるようにプロペラブレード１１が構成されている。対照的に、送出空気の流れは偏向部８によりターボ装置４から仕切られており、送出空気の流れがターボ装置の対応する機能によって減速されないようになっている。
【符号の説明】
【００２５】
１  熱交換器
２  ハウジング
３  熱交換器要素
４  ターボ装置
５ａ、５ｂ  流路
６ａ  第１流路５ａの入口
６ｂ  第２流路５ｂの入口
７ａ  第１流路５ａの出口
７ｂ  第２流路５ｂの出口
８  偏向部
９  分離ウェブ
１０  軸
１１  プロペラブレード
【図１】
2010529412.tif 000003
【図２】
2010529412.tif 000004
【国際調査報告】
2010529412.tif 000005
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