CN111720034B - 建筑外窗遮阳与保温一体化装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种建筑外窗遮阳与保温一体化装置。本发明包括框架、遮阳构件、保温构件和驱动机构；两根丝杆竖直布置于框架两侧，两根丝杆上端设置的两个第二从动伞齿轮之间通过两个第一从动伞齿轮连接有光轴，两个第一从动伞齿轮设置于光轴两端，第一从动伞齿轮和第二从动伞齿轮通过啮合连接；光轴上安装有与驱动轮连接的柱形齿轮；遮阳构件和保温构件通过格栅两端开有的通孔套设于两根丝杆上，保温构件下方通过拉绳连接有遮阳构件；遮阳构件上相邻两排格栅之间通过拉绳连接，保温构件上相邻两排格栅之间密封连接。本发明通过调节遮阳保温构件的间距，在日间可提供遮阳，夜间可利用构件内部腔体、构件与外窗间空气层构成两层空气间层提供保温。

Description

建筑外窗遮阳与保温一体化装置
技术领域
本发明属于建筑技术领域，具体涉及一种建筑外窗遮阳与保温一体化装置。
背景技术
建筑外窗是建筑采光和通风的主要构件，但玻璃窗的遮阳效果和保温隔热性能差，会使得夏季进入室内的太阳辐射热量多、制冷能耗高，而冬季耗散的热量多、采暖能耗高。现有遮阳装置功能单一，难以兼顾外窗的遮阳和保温。如百叶窗遮阳效果较好，但无法在夜间对外窗起到良好保温效果；卷帘和蜂窝帘的遮阳效果很好，但对室内采光影响很大，同时对夜间外窗的保温效果也不明显。
本发明装置与现有的遮阳装置相比，本发明装置的遮阳保温构件具有调节功能，不同的展开程度可分别满足外窗日间遮阳和夜间保温的需求。在遮阳方面，利用遮阳保温构建有效抵挡太阳直接辐射进入室内；在保温方面，利用保温空腔及其与外窗之间形成的两层空气间层，为外窗提供保温；在不需要遮阳或保温时也可完全收起，不影响室内采光日照。
发明内容
为了解决背景技术中的问题，本发明提供了一种建筑外窗遮阳与保温一体化装置，通过调节遮阳保温构件的间距，在日间可提供遮阳，夜间可利用构件内部腔体、构件与外窗间空气层两层保温层提供保温，增强窗户适应不同季节和不同地区气候环境的能力。
本发明采用的技术方案如下：
本发明包括框架、遮阳构件、保温构件和驱动机构；驱动机构包括两根丝杆、光轴、柱形齿轮、第一从动伞齿轮和第二从动伞齿轮，两根丝杆竖直布置于框架两侧，两根丝杆上端设置的两个第二从动伞齿轮之间通过两个第一从动伞齿轮连接有光轴，两个第一从动伞齿轮设置于光轴两端，第一从动伞齿轮和第二从动伞齿轮通过啮合连接；光轴上安装有与驱动轮连接的柱形齿轮。
两根丝杆上设置有旋向相反的螺纹，两根丝杆接近上端和下端位置处均未设有螺纹。
遮阳构件和保温构件均由多排格栅组成，格栅是主要由上水平板、下水平板、两块折叠支撑板和遮阳板组成的可折叠的长方体结构，两块折叠支撑板的上下两端分别通过铰接与上水平板和下水平板相连，位于前端面的折叠支撑板仅保留折叠支撑板的左右两侧区域，左右两侧的折叠支撑板之间设置有遮阳挡板，遮阳挡板上下端分别通过铰接与上水平板和下水平板相连。
上水平板、下水平板分别组成长方体结构的上下端面，两块折叠支撑板分别组成长方体结构的前后端面。
折叠支撑板由两块折叠板通过铰接组成，遮阳挡板由两块遮阳板通过铰接组成；格栅展开后，折叠支撑板展开为竖直板，遮阳挡板展开后截面呈三角状布置；格栅折叠后，折叠支撑板和遮阳挡板均被折叠为水平板。
遮阳构件和保温构件通过格栅上水平板和下水平板两侧开有的通孔套设于两根丝杆上，保温构件下方通过拉绳连接有遮阳构件；遮阳构件上相邻两排格栅之间通过拉绳连接，保温构件上相邻两排格栅之间密封连接；遮阳构件和保温构件最底部格栅的下水平板通孔内均设有与丝杆螺纹配合的内螺纹。
还包括导向机构，框架前后贯通，框架左右两侧均设置有导向机构，导向机构包括设置于框架前后两侧的滑槽，滑槽主要由内挡板、外挡板和内外挡板之间的滑道组成。
格栅前后两端均开有使折叠支撑板嵌入滑槽内的导向槽，外挡板位于框架外侧用于抵住展开后的折叠支撑板防止其折叠，内挡板嵌入导向槽内。
外挡板的顶端与丝杆的螺纹顶端平齐，内挡板与U型槽的底端平齐。
框架左右两侧均安装有伸缩支撑部件，且伸缩支撑部件对应的框架左右两侧位置处开有用于隐藏伸缩支撑部件的滚轮槽；伸缩支撑部件包括一根横轴、两根短轴和套装于横轴上的滚轮，两根短轴分别固定于滚轮槽两端，横轴通过两端设有的安装孔活动套装于两根短轴上，并通过短轴末端的凸缘实现横轴的限位，横轴垂直于丝杆布置；短轴上套装有弹簧，弹簧位于框架和横轴之间。
伸缩支撑部件的横轴与滚轮通过弹簧的支撑力抵住保温构件，防止保温构件在未受到遮阳构件拉力时下落；伸缩支撑部件受到大于保温构件重力的压力时，伸缩支撑部件的横轴在压力作用下沿两根短轴被推至滚轴槽内。
伸缩支撑部件底端高度与丝杆的螺纹顶端高度平齐。
短轴长度不超过滚轮槽槽口位置。
格栅长度适配于框架左右长度，外挡板宽度与格栅前端面的折叠支撑板宽度相同。
所述保温构件上相邻两排格栅之间密封连接的方式具体为：格栅上水平板和下水平板均设置有密封槽，上一排格栅的下水平板与下一排格栅的上水平板的密封槽上下对应，并通过嵌装于密封槽内的密封条实现上下相邻两排格栅之间的密封连接。
框架和保温构件上端面设置有U型槽，U型槽开口朝上且开口端与框架上端面接触；光轴位于U型槽内.
格栅前后两端面均设置有内衬用于密封，折叠支撑板和遮阳板均布置于内衬外侧面；内衬为不透气的软质材料使每个遮阳保温构件展开时形成密闭空腔。
驱动轮与电机相连，电机带动驱动轮转动的同时带动与柱形齿轮相连的光轴转动，由于光轴两端的第一从动伞齿轮和第二从动伞齿轮相啮合，光轴转动的同时带动两根丝杆转动。
所述装置包括初始状态、遮阳状态和保温状态。
初始状态：遮阳构件和保温构件均收缩至框架上部，且所有格栅均处于折叠状态，遮阳构件最底部的格栅位于设有螺纹的丝杆上，保温构件位于未设有螺纹的丝杆上。
遮阳状态：电机开启，光轴转动的同时带动两根丝杆转动，遮阳构件最底部格栅沿丝杆向下移动的同时带动遮阳构件中其余格栅向下移动，直至所有遮阳构件中的格栅均展开，电机停止转动；
此时遮阳构件最底部格栅位于丝杆下端未设有螺纹的位置处；保温构件最底部格栅在遮阳构件最顶部格栅的拉力作用下克服伸缩支撑部件的弹簧支撑力跃至丝杆设有螺纹的位置处。
保温状态：装置在遮阳状态的基础上继续开启电机，保温构件在旋转丝杆的带动下继续向下移动并展开，待保温构件上所有格栅展开时电机停止转动，此时所有格栅均上下紧密排布，格栅之间未留有空隙。
电机反向转动，遮阳构件和保温构件均在最底部格栅的带动下向上移动，使所有格栅全部收起，恢复初始状态。
本发明的有益效果是：
本发明在驱动机构的驱动下，可使得部分遮阳保温构件按照一定间距垂直排列，此时各构件上的遮阳板反射太阳光、构件自身形成水平遮阳；也可使得所有的遮阳保温构件在框架内垂直满布，此时各构件内保温腔体展开、构件之间完全叠合，形成构件内部腔体、构件与外窗间空气层两层保温层，为外窗提供保温；该装置可满足建筑外窗日间遮阳和夜间保温双重需求，设计合理，使用方便。
附图说明
图1为本发明实施例的整体结构示意图。
图2为本发明实施例的遮阳状态示意图。
图3为本发明实施例的保温状态示意图。
图4为本发明实施例的遮阳保温构件结构示意图。
图5为本发明实施例的无遮阳保温层状态主视示意图。
图6为本发明实施例的无遮阳保温层状态俯视示意图。
图7为本发明实施例的导轨结构示意图。
图中：1-框架、11-U型槽、12-滑槽、121-内挡板、122-外挡板、123、滑道、2-驱动机构、21-光轴、211-第一从动伞齿轮、22-丝杆、221-第二从动伞齿轮、23-柱形齿轮、3-遮阳保温层、4、遮阳保温构件、41-遮阳挡板、42-格栅、43-上水平板、44-下水平板、45-折叠支撑板、46-通孔、47-密封装置、48-内衬、5-驱动轮、49-导向槽、13-伸缩支撑部件、131-横轴、132-滚轮、133-短轴、421-遮阳构件、422-保温构件
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。
如图1所示，本发明包括框架1，框架1内顶部安装有U型槽11，U型槽11内安装有驱动机构2，框架1内两侧安装有导向机构，导向机构内滑动连接有遮阳保温层3，遮阳保温层3由保温构件和遮阳构件上下拼接组成，遮阳保温构件4包括遮阳构件和保温构件。
如图4所示，格栅42包括上/下水平板43/44以及与上/下水平板43/44铰接的折叠支撑板45，所述折叠支撑板45有两块互相咬合的板铰接组成。所述格栅42可在竖直方向上折叠和展开。格栅包括第一主动格栅、第二主动格栅以及若干从动格栅，所述主动格栅的下水平板44通过带有螺纹的通孔46与丝杆22螺纹连接，上水平板43通过光滑的通孔46与丝杆22滑动连接，所述从动格栅的上水平板43和下水平板44均通过光滑的圆孔26与丝杆22滑动连接。遮阳构件和保温构件最底部的格栅分别为第一主动格栅和第二主动格栅，第一主动格栅和第二主动格栅以及两主动格栅之间的从动格栅通过拉绳连接，遮阳构件之间的格栅为密封连接。格栅42还包括前端面中间设置的遮阳挡板41，遮阳挡板41由两块宽度相等的薄板铰接组成；
如图5所示，驱动机构2包括两根丝杆22，丝杆22以光轴21的中部对称设置，两根丝杆22通过同轴安装在顶部的第二从动伞齿轮221与光轴21两端的第一从动伞齿轮211啮合，第一从动伞齿轮211与光轴21同轴安装，第二从动伞齿轮221在丝杆22顶端同向安装，第一从动伞齿轮211与第二从动伞齿轮221为相同齿轮。通过伞齿轮之间的互相配合使对称设置的两丝杆22同转速转动。
如图6所示，驱动机构2包括水平设置的光轴21、垂直设置的丝杆22和柱形齿轮23，所述光轴21通过固定座设置于U型槽11内，所述丝杆22上下两端通过固定座与框架1连接，所述柱形齿轮23与驱动轮5啮合，驱动轮5与安装在U型槽11内的驱动电机连接。
如图7所示，丝杆22中部带有螺纹，两根丝杆22所带有的螺纹方向一个为正旋一个为反选，螺纹底端距离框架1底部上沿的高度等于第一主动格栅展开的厚度，螺纹顶端距离框架1顶部下沿的高度等于全部格栅折叠的厚度。
如图5和图7所示，框架1左右两侧均设置有导向机构，包括设置于框架1前后两侧的滑槽12，滑槽12主要由内挡板121、外挡板122和内外挡板之间的滑道123组成；格栅42前后两端均开有使折叠支撑板45嵌入滑槽12内的导向槽49，外挡板122位于框架1外侧用于抵住展开后的折叠支撑板45防止其折叠，内挡板121嵌入导向槽49内。外挡板122的顶端与丝杆22的螺纹顶端平齐，内挡板121与U型槽11的底端平齐。
如图5和图7所示，框架1左右两侧均安装有伸缩支撑部件13，且伸缩支撑部件13对应的框架1左右两侧位置处开有用于隐藏伸缩支撑部件13的滚轮槽；伸缩支撑部件13包括一根横轴131、两根短轴133和套装于横轴131上的滚轮132，两根短轴133分别固定于滚轮槽两端，横轴131通过两端设有的安装孔活动套装于两根短轴133上，并通过短轴133末端的凸缘实现横轴131的限位，横轴131垂直于丝杆22布置；短轴133上套装有弹簧，弹簧位于框架1和横轴131之间；
伸缩支撑部件13的横轴131与滚轮132通过弹簧的支撑力抵住保温构件422，防止保温构件422在未受到遮阳构件421拉力时下落；伸缩支撑部件13受到大于保温构件421重力的压力时，伸缩支撑部件13的横轴131在压力作用下沿两根短轴133被推至滚轴槽内。
整个装置可以仅通过一个电机带动整体结构运转，在框架1内设有导向机构和驱动机构2，使与驱动机构2连接的遮阳保温层3打开或收起，也可设置两个同步电机带动两丝杆22同步运转带动整个装置运行。
具体实施中，格栅42的上水平板43和下水平板44之间通过内衬48密封，所述内衬48为不透气的软质材料，使每个遮阳保温构件展开时形成密闭空腔，格栅42上还安装有密封装置47，上水平板43安装有密封条，下水平板44安装有密封槽，密封条为材质较软的橡胶材料制成。格栅42上设置密封装置47用于保温状态时格栅42之间的密封。
本发明工作时，通过控制器控制驱动电机转动，以此控制遮阳保温层3的展开和收起，从而实现建筑外窗的日间遮阳和夜间保温。当驱动电机转动时，通过丝杆22带动第一主动格栅展开并沿导轨向下移动，第一主动格栅通过拉绳带动若干个从动格栅展开并向下移动，当所有遮阳构件的格栅全部展开时为如图2所示的遮阳状态；当驱动电机继续转动时，第二主动格栅开始向下移动并展开，当第二主动格栅继续向下移动使剩余的从动格栅全部展开时即为如图3所示的保温状态，此时可为建筑外窗提供两层空气间层；使驱动电机反向转动，丝杆22带动两个主动格栅向上移动，将遮阳保温层3全部收起。
本发明设计合理，使用方便，能自动打开和关闭遮阳保温构件，利用展开的遮阳保温构件为外窗提供遮阳，利用遮阳保温构件自身的空气间层，及其与窗户之间形成的空气间层，为外窗提供两层空气间层，提升窗户的保温隔热效果，仅通过一个电机就可以实现建筑外窗日间遮阳和夜间保温。

Claims (7)

1.一种建筑外窗遮阳与保温一体化装置，其特征在于，包括框架(1)、遮阳构件(421)、保温构件(422)和驱动机构(2)；
驱动机构(2)包括两根丝杆(22)、光轴(21)、柱形齿轮(23)、第一从动伞齿轮(211)和第二从动伞齿轮(221)，两根丝杆(22)竖直布置于框架(1)两侧，两根丝杆(22)上端设置的两个第二从动伞齿轮(221)之间通过两个第一从动伞齿轮(211)连接有光轴(21)，两个第一从动伞齿轮(211)设置于光轴(21)两端，第一从动伞齿轮(211)和第二从动伞齿轮(221)通过啮合连接；光轴(21)上安装有与驱动轮连接的柱形齿轮(23)；两根丝杆(22)上设置有旋向相反的螺纹，两根丝杆(22)接近上端和下端位置处均未设有螺纹；遮阳构件(421)和保温构件(422)均由多排格栅(42)组成，格栅(42)是主要由上水平板(43)、下水平板(44)、两块折叠支撑板(45)和遮阳挡板(41)组成的可折叠的长方体结构，两块折叠支撑板(45)的上下两端分别通过铰接与上水平板(43)和下水平板(44)相连，位于前端面的折叠支撑板(45)仅保留折叠支撑板(45)的左右两侧区域，左右两侧的折叠支撑板(45)之间设置有遮阳挡板(41)，遮阳挡板(41)上下端分别通过铰接与上水平板(43)和下水平板(44)相连；折叠支撑板(45)由两块折叠板通过铰接组成，遮阳挡板(41)由两块遮阳板通过铰接组成；格栅(42)展开后，折叠支撑板(45)展开为竖直板，遮阳挡板(41)展开后截面呈三角状布置；格栅(42)折叠后，折叠支撑板(45)和遮阳挡板(41)均被折叠为水平板；遮阳构件(421)和保温构件(422)通过格栅(42)上水平板(43)和下水平板(44)两侧开有的通孔(46)套设于两根丝杆(22)上，保温构件(422)下方通过拉绳连接有遮阳构件(421)；遮阳构件(421)上相邻两排格栅(42)之间通过拉绳连接，保温构件(422)上相邻两排格栅(42)之间密封连接；遮阳构件(421)和保温构件(422)最底部格栅(42)的下水平板(44)通孔(46)内均设有与丝杆(22)螺纹配合的内螺纹；
所述保温构件(422)上相邻两排格栅(42)之间密封连接的方式具体为：格栅(42)上水平板(43)和下水平板(44)均设置有密封槽(47)，上一排格栅(42)的下水平板(44)与下一排格栅(42)的上水平板(43)的密封槽(47)上下对应，并通过嵌装于密封槽(47)内的密封条实现上下相邻两排格栅(42)之间的密封连接；
驱动轮(5)与电机相连，电机带动驱动轮(5)转动的同时带动与柱形齿轮(23)相连的光轴(21)转动，由于光轴(21)两端的第一从动伞齿轮(211)和第二从动伞齿轮(221)相啮合，光轴(21)转动的同时带动两根丝杆(22)转动。
2.根据权利要求1所述的一种建筑外窗遮阳与保温一体化装置，其特征在于，还包括导向机构，框架(1)前后贯通，框架(1)左右两侧均设置有导向机构，导向机构包括设置于框架(1)前后两侧的滑槽(12)，滑槽(12)主要由内挡板(121)、外挡板(122)和内外挡板之间的滑道(123)组成；格栅(42)前后两端均开有使折叠支撑板(45)嵌入滑槽(12)内的导向槽(49)，外挡板(122)位于框架(1)外侧用于抵住展开后的折叠支撑板(45)防止其折叠，内挡板(121)嵌入导向槽(49)内。
3.根据权利要求2所述的一种建筑外窗遮阳与保温一体化装置，其特征在于，框架(1)左右两侧均安装有伸缩支撑部件(13)，且伸缩支撑部件(13)对应的框架(1)左右两侧位置处开有用于隐藏伸缩支撑部件(13)的滚轮槽；伸缩支撑部件(13)包括一根横轴(131)、两根短轴(133)和套装于横轴(131)上的滚轮(132)，两根短轴(133)分别固定于滚轮槽两端，横轴(131)通过两端设有的安装孔活动套装于两根短轴(133)上，并通过短轴(133)末端的凸缘实现横轴(131)的限位，横轴(131)垂直于丝杆(22)布置；短轴(133)上套装有弹簧，弹簧位于框架(1)和横轴(131)之间；伸缩支撑部件(13)的横轴(131)与滚轮(132)通过弹簧的支撑力抵住保温构件(422)，防止保温构件(422)在未受到遮阳构件(421)拉力时下落；伸缩支撑部件(13)受到大于保温构件(422)重力的压力时，伸缩支撑部件(13)的横轴(131)在压力作用下沿两根短轴(133)被推至滚轴槽内；伸缩支撑部件(13)底端高度与丝杆(22)的螺纹顶端高度平齐。
4.根据权利要求2所述的一种建筑外窗遮阳与保温一体化装置，其特征在于，格栅(42)长度适配于框架(1)左右长度，外挡板(122)宽度与格栅(42)前端面的折叠支撑板(45)宽度相同。
5.根据权利要求1所述的一种建筑外窗遮阳与保温一体化装置，其特征在于，框架(1)和保温构件(422)上端面设置有U型槽(11)，U型槽(11)开口朝上且开口端与框架(1)上端面接触；光轴(21)位于U型槽(11)内。
6.根据权利要求1所述的一种建筑外窗遮阳与保温一体化装置，其特征在于，格栅(42)前后两端面均设置有内衬(48)用于密封，折叠支撑板(45)和遮阳挡板(41)均布置于内衬(48)外侧面；内衬(48)为不透气的软质材料。
7.根据权利要求3所述的建筑外窗遮阳与保温一体化装置，其特征在于，所述装置包括初始状态、遮阳状态和保温状态；
初始状态：遮阳构件(421)和保温构件(422)均收缩至框架(1)上部，且所有格栅(42)均处于折叠状态，遮阳构件(421)最底部的格栅位于设有螺纹的丝杆(22)上，保温构件(422)位于未设有螺纹的丝杆(22)上；
遮阳状态：电机开启，光轴(21)转动的同时带动两根丝杆(22)转动，遮阳构件(421)最底部格栅(42)沿丝杆向下移动的同时带动遮阳构件(421)中其余格栅(42)向下移动，直至所有遮阳构件(421)中的格栅(42)均展开，电机停止转动；
此时遮阳构件(421)最底部格栅位于丝杆(22)下端未设有螺纹的位置处；保温构件(422)最底部格栅(42)在遮阳构件(421)最顶部格栅(42)的拉力作用下克服伸缩支撑部件(13)的弹簧支撑力跃至丝杆设有螺纹的位置处；
保温状态：继续开启电机，保温构件(422)在旋转丝杆(22)的带动下继续向下移动并展开，待保温构件(422)上所有格栅(42)展开时电机停止转动，此时所有格栅(42)均上下紧密排布，格栅(42)之间未留有空隙。
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