JP2017507267A - 複数のペルチェセルの在るガラス窓及びガラス扉 - Google Patents

Abstract

本発明は、複数のペルチェセルが存在しているガラス窓及びガラス扉に関する。その様なガラスの嵌められた要素は、固定部分（２’）と、少なくとも１つの二重嵌め込みガラス板（３）の存在する可動部分（２’’）と、を備える枠を有しており、枠の可動部分（２’’）に配列されている二重嵌め込みガラス板内に存在している内空間の中には当該二重嵌め込みガラス板の縁に複数のペルチェセル（１１）が存在するものと規定されている。詳しくは、その様なセルは、外部へ向けて熱を散逸するための最適熱伝導率の材料で作られた要素（１２）であってその一部分（１２’）を扉又は窓の枠の外表面に配列させている要素（１２）と接触して設置されるものと規定されている。加えて、セルの各々には、高熱伝導率の材料で作られたシートが重ね置かれていて二重嵌め込みガラス板の内部に向けて散逸するためのヒートシンク（１３）の役目を果たすものと規定されている。【選択図】図１

Description

ベルト・ギアンパオロ（Berto Giampaolo）及びヴィグナガ・シルヴァノ（Vignaga Silvano）への「複数のペルチェセルの在るガラス窓及びガラス扉」の名称を有する発明を記載している。

本発明は、請求項１全体に記載の、複数のペルチェセルの在るガラス窓及びガラス戸に関する。

知られている様に、特にここ数年に亘って、職場、社会、及び共同体の諸環境などを暖房するために消費されるエネルギーを低減するように適合された装置及びシステムが発案されている。

一方では、これはエネルギー源のコストが高騰を続ける傾向にあるか又は実質的に高止まりしていることに因るものであり、その様なエネルギー源は、概して、一部の国々ではメタンガス、暖房用石油、及び石炭から成り、或いはヒートポンプ又はその様な環境のための普通の電気ヒーターが使用される場合には電気エネルギーから成る。

加えて、この経済的要因の他に、極めて重要でもあることとして、「温室効果」を生じさせる大気中への二酸化炭素の放出を低減することを目指して家庭の環境などを暖房するためのエネルギー消費量を削減しようとする試みがあることに目を留めるべきである。その様な放出は常に何らかの形で化石燃料の消費量に関係していて、直接には上述の現場での燃焼の場合がそうであり、また間接には電気器具が供給システムからの電気エネルギーを利用する場合がそうである。

上記目的を達成することを目指した様々な試みは、次の特許文献、即ち、
欧州特許第００６１９８９Ａ１号、フィンランド特許第８９３３７Ａ号、イギリス特許第２４２４０５９Ａ号、国際公開第２０１１／１１０９８８Ａ号、イギリス特許第１１６９５５６Ａ号、及びドイツ特許第１０２０１２２０８４０６Ａ１号、に含まれている。

これらの文献はペルチェセルを利用する装置を記載している。
しかしながら、その様な文献では、セルはガラス扉及びガラス窓の中へ挿入されていて、空気の流れが空気調和（climate control）システムを通して導かれるようになっていた。言い換えると、既知の型式の装置に存在しているこれらのペルチェセルは、本質的には、空調機、ヒートポンプ、ヒーター、他の同様の既知の型式の装置を通して前以て空気調和された空気を加温／冷却するための補助的要素として働いているわけである。

ペルチェセルは、直列に配列された多くの接手によって構成された熱電装置であることは知られている。実際には、当該セルは、基本的に、薄い板の様相を有している固体のヒートポンプである。実際のところ、セルの２つの表面のうち一方が熱を吸収し他方が熱を放射する。

これらのセルの主たる特性は、実際には、熱を移動させる方向が板の端子へ印加される直流の方向に依存するという事実から成る。実用において、セルを横断する直流の方向を反転させると移動される熱の方向も反転され、而して、その様な電流を一方向に印加すると２つの表面のうち一方は加温され他方は冷却されることになり、電流の方向を逆転させると加温される面と冷却される面が入れ替わる。

欧州特許第００６１９８９Ａ１号 フィンランド特許第８９３３７Ａ号 イギリス特許第２４２４０５９Ａ号 国際公開第２０１１／１１０９８８Ａ号 イギリス特許第１１６９５５６Ａ号 ドイツ特許第１０２０１２２０８４０６Ａ１号

本発明の目的は、複数のペルチェセルがその中に在る扉及び窓並びにガラス窓及びガラス扉において、前記セルが、その様な扉及び窓が配列されている環境の主たる空気調和部としての要素の役目を外部の手助け無しに有効に果たすことができる、扉及び窓並びにガラス窓及びガラス扉を提供することである。

本発明によれば、これは、請求項１の特徴を記載している部分の特性による複数のペルチェセルの在る扉及び窓並びにガラス扉及びガラス窓を形成することによって獲得される。

本発明による装置のこれら及び他の特性は従属請求項に記載されている。
本発明のこれら及び他の特性を、以下に、添付図面の助けを借りて本発明の幾つかの実施形態を参照しながら詳細に説明してゆく。

電力供給システムを通して供給されている、本発明によって得られるガラス扉及びガラス窓の斜視図を描いている。 光起電性パネルを通して供給されている上記扉及び窓を描いている。 夏季に作動している本発明による扉及び窓の一部分の横断面図を描いている。 冬季に作動している上記扉及び窓を描いている。 本発明による扉及び窓に存在しているペルチェセルへ電流を供給するための固定接点の図を示している。 図５と共に固定接点の図を示している。 本発明による扉及び窓に存在するペルチェセルへ電流を供給するための可動接点の図を示している。 図７と共に可動接点の図を示している。 前記２つの接点の全体図を描いている。

図１を参照して、本発明によるガラス扉及びガラス窓１（但し、以下の説明では簡単に何れかの型式のガラス扉及びガラス窓とする）は、通常、固定部分２’と、少なくとも１つの二重嵌め込みガラス板３の在る可動部分２’’と、を備える枠２を有していることが観察される。

本発明による装置の主な特性は、図中により詳しく観察できる様に、枠には複数のペルチェセルが在るという事実に存する。後者へパワー供給するために、電気回路４には少なくとも２つの導電体４’、４’’が提供されており、それら導電体が、固定枠２’と可動枠２’’にそれぞれ存在する固定接点２０’と可動接点２０’’それぞれの接点対を通して前記ペルチェセルへパワー供給している。前記接点２０’、２０’’は以下により詳しく描かれ説明されている。

電気回路４は、電気の幹線から（通常の電気メーター８を通って）入ってくる交流を直流に変換する電源ユニット６を通して供給される。
符号９は、ペルチェセルに供給する電流の方向を、本質的には夏季位置から冬季位置へ換えるように、反転させることのできるインバータを指示しており、この点に関しては知られている様にその様な発明によれば――ペルチェセルがリバーシブル型であるとの前提で――上述のインバータの板の表面はそれらの冷状態／温状態を反転させるわけである。

図２は、本発明による扉又は窓を示しているが、この事例ではパワーは光起電性パネル１０のバッテリを通して供給されている。
この事例では、通例として、それらは幹線７の電気パワー供給のための支援としての働きをしており、好都合にも、電気回路４の供給電圧を精度よく確定するように適合されている負荷調整部１１が提供されていて、当該負荷調整部それ自体は本質的に既知の方式で直流蓄電部３２へ接続されている。

図３は、本発明によれば、ペルチェセル１１は、可動枠２’に配列されている二重嵌め込みガラス板３内に存在している内空間３’の中で当該二重嵌め込みガラス板３の縁に配列されるものと規定されていることを示している。この図は、セル１１が２つの導電体４、４’によってパワー供給されていることも示している。

このペルチェセルは、二重嵌め込みガラス板の内部にて、高熱伝導率の材料で作られた第１のヒートシンク１３を載せられている。反対に、セル１１の下方にはそれと可動枠２’の間に差し挟まれて、やはり高伝導率の材料で作られた更なるヒートシンク１２が存在しており、それは更に外へ向かって続いていて、部分１２’が可動枠２’の外表面の一部分に載った状態でそのヒートシンクの役目を果たしている。

実用において、図３に描かれている装置の本質的に夏季に言及している作動では、二重嵌め込みガラス板に向かって配列されているペルチェセルの表面１１’’は冷却されることを意図されていて、二重嵌め込みガラス板内に収容されている空気を冷却すること、ひいては環境の閉じられた二重嵌め込みガラス板の内へ向けた「冷気」の導入を決定付ける。

同時に、ペルチェセルの温かい表面１１’に生成される熱は外へ向けて移動させられ、ヒートシンクの役目を果たす部分１２’を通し外部へ向けて放散されることになる。
見て明らかなように、逆に冷却されている側のセルの表面１１’’は、「冷気」を二重嵌め込みガラス板３の中へ内方ヒートシンク１３を通して導入する。

反対に、冬季における装置の作動に言及している図４を参照すると、導電体４’と４’’の極性が今度は反転されていることが即座に観察でき、これは、今度は「暖気」（矢印Ｆ）が内に向かってゆくことを決定付けており、同じ事実が内方ヒートシンク１３を通しての二重嵌め込みガラス板に当てはまる。

これは、ペルチェセル１１は、表面１１’’が「温かい」二重嵌め込みガラス板の内を向いていて、一方、枠の縁に向けて配列されている表面１１’は「冷たく」、冷気は外方ヒートシンクの役目を果たす部分１２’を通し外へ向けて奪われる、という事実に因り明らかである。

試験を実施することで、適した数のペルチェセルを使用し当該セルを扉及び窓に挿入することによって環境の理想的な空気調和を得ることが実施可能であることを確かめることができた。

好都合にも、各扉には約１Ａから約４Ｖｃｃの電流を継続的に供給されている２つのペルチェセルが設けられるのが有利であるということが立証された。これは、正常な温度の気候に関しては、人が環境を冷却することを望むか加温することを望むかにかかわらず、明らかである。また一方、空気調和対象の環境が置かれる潜在的により極端な気候に関しては、各扉により多くのペルチェセルを有することに対する建築上の、構造上の、又は機能上の制限は一切無い。

図５−図９は、好都合にも、ペルチェセルへの電流の供給が、部分２０’を固定枠２’（図１）側に配列させ部分２０’’を可動枠２’’（図１）側に配列させて有する全体を符号２０で指示されている本質的に既知の型式の電流を通して確保されることを示している。

可動部分２０’’は、接触部２１を有しており、接触部２１はそれらと対応する固定側との間に生成される接触に関連して各自の座２２内で滑動するように意図されている。

１ ガラス扉及びガラス窓
２ 枠
２’ 固定部分、固定枠
２’’ 可動部分、可動枠
３ 二重嵌め込みガラス板
４ 電気回路
４’、４’’ 導電体
６ 電源ユニット
７ 幹線
８ 電気メーター
９ 極性切り換え手段
１０ 光起電性パネル
１１ 負荷調整部
１１ ペルチェセル
１１’、１１’’ ペルチェセルの表面
１２ 外方ヒートシンク
１２’ 外方ヒートシンクの部分
１３ 内方ヒートシンク
２０ 全体としての接点
２０’ 固定接点部分
２０’’ 可動接点部分
２１ 接触部
２２ 座
３２ 直流蓄電部
Ｆ 空気の方向

Claims (4)

1. 少なくとも１つの二重嵌め込みガラス板（３）の在る枠（２）を有している型式の、複数のペルチェセルの在るガラス窓及びガラス扉であって、前記枠に配列されている前記二重嵌め込みガラス板内のすき間には当該二重嵌め込みガラス板の１つ又はそれ以上の縁に複数のペルチェセル（１１）が在る、ということを特徴とするガラス窓及びガラス扉において、その様なセルは、外部に向けて散逸するための高熱伝導率の材料で作られたヒートシンク要素（１２）であってその一部分（１２’）を前記窓又は扉の枠の外側の表面に配列させているヒートシンク要素（１２）と接触して設置されるものと想定され、更に、前記セルの各々は、それの上に設置されている高熱伝導率の材料のシートであって前記二重嵌め込みガラス板の内部に向けて散逸するためのヒートシンク（１３）の役目を果たしている材料のシートを有するものと想定され、前記ペルチェセルは、前記窓及び扉の前記固定枠及び可動枠（２’、２’’）にそれぞれ配列された接点（２０’、２０’’）を有している電気回路を通して電気を供給されるものと想定され、最後に、前記ペルチェセルにパワー供給するための前記電気回路は、使用者の必要性に関連して前記セルの２つの表面の間で加温モード／冷却モードの反転を生じさせるように前記セルの電気パワー供給の極性を切り換えるための手段（９）を具備しているものと想定されている、ガラス窓及びガラス扉。
2. 前記ペルチェセルにパワー供給している前記電気回路（４）は、電気の幹線（７）から入ってくる交流を直流へ変換する電源ユニット（６）を通してパワー供給されるものと想定されている、ということを特徴とする請求項１に記載のガラス窓及びガラス扉。
3. 前記電気回路（４）は光起電性パネル（１０）のバッテリを通してパワー供給されており、前記回路の電源電圧を精度よく確定するのに適した充電調整部（１１）が在るものと想定され、当該充電調整部それ自体は本質的に既知のやり方でＤＣ蓄電部（３２）へ接続されている、ということを特徴とする請求項１に記載のガラス窓及びガラス扉。
4. 前記ペルチェセル（１１）への電流の供給は、電気的接触を通して確保されるものと想定され、前記固定枠（２’）側に配列されている前記部分（２０’）は前記可動枠（２’’）側に配列されている前記部分（２０’’）と接触に入り、後者は、当該部分（２０’’）と前記固定枠（２’）側に配列されている対応する部分（２０’）との間に生成される前記接触に関連して各自の座（２２）内で滑動することを意図された接触部（２１）を有している、ということを特徴とする請求項１に記載のガラス窓及びガラス扉。

Images