JP4518952B2 - 省エネルギー窓 - Google Patents

Description

本発明は省エネルギー窓に関し、特に、省エネルギー窓のための乾燥装置に関する。

窓やガラスの領域は、高温又は寒冷の気候においては、建物の断熱計画についての著しい弱点になる。良く知られている基本的な断熱窓は、２枚のガラス板を堅固なフレーム内に支持して構成されている。ガラス板の間にある空気層によって断熱が得られる。また、空気層を真空にしたり、空気層をアルゴンなど空気に比べて熱伝導率の低いガスによって充填したりすることも知られている。そうした窓において、断熱価を高めるためのひとつの別の方法は、外側ガラス板の間に透明な仕切を設けて、ユニット内の対流熱伝達を抑制することである。これは、ユニット内の空気体積を増大させるので、空気体積に通気口を設けないならば、圧力に関連した不都合が生じることになる。空気体積に通気口を設けるならば、ユニットに入る空気を乾燥させるための手段を設ける必要がある。

他の技術としては、選択的反射又は低放射のコーティングを施して、窓の放射熱伝達を抑制する技術がある。また、窓枠に関しても、ガラス板との結合部や、フレームのデザインや素材について、著しい改良が行われている。断熱ユニットにおけるグレージングの層は、スペーサによって適当な距離だけ間隔を隔てて保持されなければならない。窓の製造メーカーは、構造的特性が優れているという理由から、アルミニウムのスペーサを用いてきた。残念ながら、アルミニウムは優れた熱伝導体であるため、ほとんどの標準的な縁部装置において用いられるアルミニウムのスペーサは、断熱ガラスユニットの縁部において、著しい熱的な“短絡回路”になってしまい、改良されたグレージングの効果を低下させていた。熱損失が増加することに加えて、縁部が冷えることで結露を生じる傾向がある。

Ｓｕｌｚｅｒ Ｂｒｏｓ Ｌｉｍｉｔｅｄ社による米国特許第４，５６３，８４３号が開示している断熱窓は、外側ガラス板と、空気層の中に設けた透明な仕切とを含んでいて、対流気流を抑制している。フレームは、対向する金属製のフレーム部材を含んでいて、これらは構造的には互いに結合されるが、非金属製のウェブによって分離されていて、内側フレーム部材と外側フレーム部材との間における熱的橋絡を防いでいる。熱可塑性の部品は、ガラス面の間のスペーサとして機能して、透明な仕切を保持する。他の結合ウェブは、フレーム部材の間に、乾燥剤で充填された乾燥チャンバを形成する。フレームの外側は、ホットメルトブチルと薄い金属ホイルとによって密封されるが、これは低い熱コンダクタンスを有していて、水蒸気に対する有効な障壁を提供する。これらの窓の内部には大量の空気があるため、空気層を通気することが必要である。通気しないとするならば、窓の内部圧力は容認できないレベルにまで高まって、太陽熱放射によって生じる温度変化の結果、極端な場合にはガラスを破損させるだろう。空気層の中の水蒸気が結露すると、窓ユニットの透明性を損なうことになるので、空気層の中へ通気して吸引される空気は、これを乾燥しなければならない。

米国特許第４，５６３，８４３号

Ｓｕｌｚｅｒ特許において形成される乾燥チャンバは、ウェブとフレーム部材とによって形成されていて、窓ユニットの中に密封されている。従って、乾燥剤は、永久的に窓ユニットの内部に据え付けられていて、窓を解体しない限り、交換することができない。

従って、従来技術がかかえていた不都合を解決できるような、スペーサ構造と乾燥剤装置とを備えた省エネルギー窓ユニットに対する要望が当業界に存在する。

本発明は、発展した乾燥剤装置を備えてなる省エネルギー窓に関する。従って、本発明のひとつの観点による断熱窓は、
（ａ）両者の間に空気層を形成するような一対の外側ガラス板と、
（ｂ）外側ガラス板の間に配置されてなるスペーサ部材であって、ガラス板同士を間隔を隔てた関係に維持し、スペーサ部材は中空になっていて、空気層とスペーサ部材の内部体積との間を連通させるような開口が形成されているような、上記スペーサ部材と、
（ｃ）スペーサ部材の内部に収容された乾燥剤と、
（ｄ）窓の周囲を取り囲むフレームと、を備え、このフレームが、
（ｉ）中空になっていてフレームから係脱可能であるような、少なくともひとつの乾燥剤隠ぺい部材と、
（ｉｉ）乾燥剤隠ぺい部材の内部に取り外し可能に配置されてなる乾燥剤カートリッジと、
（ｉｉｉ）空気層と乾燥剤カートリッジとの間を連通させるような導管手段と、
を備えていることを特徴としている。
導管手段は、スペーサ部材の内部体積と乾燥剤カートリッジとの間を連通させるものであり、好ましくは管である。乾燥剤カートリッジは好ましくは、細長い円筒形の管状に構成されていて、これは、好ましくは細長くて実質的にＵ字形である横断面の輪郭に形成された乾燥剤隠ぺい部材の内部に、取り付けられる。

ひとつの実施形態においては、フレームは、外側チャネル部材と、内側チャネル部材と、外側チャネル部材と内側チャネル部材との間に配置されてなるウェブ部材と、から構成されていて、乾燥剤隠ぺい部材は内側チャネル部材に係脱可能に結合されている。
以下、本発明による例示的な実施形態について、添付図面を参照して説明するが、図面は、簡略化され模式化されていて、寸法関係も正しくないことに留意されたい。

本発明によれば、省エネルギーの断熱窓のデザインが提供される。本発明の説明において、特に定義されていないすべての用語は、当業界で一般的に認識される意味を有する。
図１は、二重のガラス板（１０，１２）とフレーム（１４）とを備えてなる窓ユニットの内部を示している。
図２及び図３は、ガラス板（１０，１２）がスペーサ（１６）によって間隔を隔てられて、共にフレーム（１４）に保持される様子を示した断面図である。図２の横断面は、図３の横断面に対して垂直になっている。参照目的のために、図２は垂直断面図とし、図３は水平断面図として説明するけれども、かかる方位は本質的なものではなく、両者は逆にしても良い。
フレームは、外側チャネル部材（１８）と、内側チャネル部材（２０）と、外側チャネル部材と内側チャネル部材とを結合させる、二重中間ウェブ部材（２２）と、から構成されている。内側チャネル部材は、据付けフランジ（２４）を備えていて、該フランジは、外方へ突出していて、壁枠に据え付けられるときには、窓柱（図示せず）に当接する。内側チャネル部材（２０）における据付けフランジ（２４）と反対の側には、着脱可能な乾燥剤隠ぺい部材（２６）が取り付けられていて、この据付けフランジはガラスユニットを保持する機能をもつが、その他の構造的機能は何等もたない。乾燥剤隠ぺい部材（２６）は、管状に形成された単一の細長いチャネル（２８）である。チャネルの一方の縁は第１の唇部（３０）を形成し、チャネルの他方の縁は第２の唇部（３２）を形成している。２つの唇部（３０，３２）は、これに対応すべく内側チャネル部材（２０）に形成された溝（３１，３３）に結合する。
ガラス面は、弾性シール（３４，３６）によって、位置決めされ、保持される。シール（３４）は外側チャネル部材（１８）に取り付けられ、シール（３６）は内側チャネル部材（２０）に取り付けられている。乾燥剤隠ぺい部材（２６）には、空気シール（３８）が取り付けられている。シールは、ネオプレンゴムや、ＥＰＤＭ、又はシリコーンゴムなど、低い熱伝導率をもち、水分に対して比較的不浸透性であるような材料から形成することが好ましい。

好ましい実施形態においては、二重式の乾燥剤装置が採用されている。スペーサは、中空の矩形状の部材になっていて、適当な乾燥剤（４０）によって充填されている。スペーサには細孔が形成されていて、これにより、ガラス板（１０，１２）間の空気層と、乾燥剤を収容したスペーサの内部空間との間において、空気が循環できるようになっている。また、スペーサの内部空間は、小さな導管（４２）によって、乾燥剤隠ぺい部材（２６）の内部に配置され、乾燥剤（４０）で充填された、密封管（４４）に結合されている。密封管（４４）のキャップ（４６）が導管（４２）を受け入れることで、スペーサの内部空間と乾燥剤管（４４）との間を連通させている。
乾燥剤隠ぺい部材（２６）は、唇部（３０，３２）を内側チャネル部材（２０）から係脱させることによって、フレーム（１４）から取り外すことができ、それにより、乾燥剤管（４４）を露出させられることは明らかである。そして、乾燥剤管（４４）を容易に導管（４２）から係脱させて、必要に応じ、新たな乾燥剤管と交換することができる。ひとつの変形例としては、乾燥剤管の中の乾燥剤は、スペーサに収容された乾燥剤とは異なるものであって、スペーサ内の乾燥剤に比べて、水に対する親和性が高くなっている。当業者は理解するだろうが、空気層に引き込まれる空気は、交換可能である乾燥剤管を通過しなければならないので、窓ユニット内の雰囲気を乾燥状態に維持できる。
乾燥剤管（４４）は、４つの乾燥剤隠ぺい部材（２６）のうち、１箇所、２箇所、３箇所、または４箇所すべてに、任意の方向に向けて配置することができる。
フレーム（１４）を構成している、外側、中間、及び内側のチャネル部材は、ポリビニルクロライドやポリアミドなど、低い熱伝導率をもった熱可塑性材料から形成することができる。あるいは、内側チャネル部材と外側チャネル部材とをアルミニウムなど金属製の部材とする一方、中間部材は非金属の部材とすることで、両者間の熱的橋絡を防いでも良い。乾燥剤隠ぺい部材は、内側チャネル部材に容易に据え付けたり取り外したりできる弾性をもつものであれば、金属やプラスチックなど任意の適当な材料から形成することができる。

当業者には明らかなように、特許請求の範囲に記載された発明の範囲から逸脱せずに、上述の説明に様々な改変、適合、及び応用を施すことができる。開示した発明における様々な特徴及び要素は、本発明の範囲から逸脱せずに、開示した又は特許請求の範囲に記載された組み合わせとは異なったやり方で組み合わせることも可能である。

図１は、本発明のひとつの実施形態を示した斜視図である。 図２は、本発明の実施形態による窓ユニットを示した、図３の線２−２に沿っての断面図である。 図３は、本発明の実施形態による窓ユニットを示した、図２の線３−３に沿っての断面図である。

Claims (8)

1. 断熱窓であって、この断熱窓が、
   （ａ）両者の間に空気層を形成している内側ガラス板と外側ガラス板と、
   （ｂ）内側ガラス板と外側ガラス板の間に配置されてなるスペーサ部材であって、ガラス板同士を間隔を隔てた関係に維持し、スペーサ部材は中空になっていて、前記空気層とスペーサ部材の内部空間との間を連通させるような開口が形成されている、前記スペーサ部材と、
   （ｃ）スペーサ部材の内部に収容された乾燥剤と、
   （ｄ）窓の周囲を取り囲むフレームと、を備え、このフレームが、
   （ｉ）中空になっていてフレームから係脱可能である、少なくともひとつの乾燥剤隠ぺい部材と、
   （ｉｉ）乾燥剤隠ぺい部材の中空部に取り外し可能に配置されている交換可能な乾燥剤カートリッジと、
   （ｉｉｉ）スペーサ部材の内部空間と乾燥剤カートリッジとの間を連通させるような導管と、を備え、乾燥剤カートリッジを通り抜けた空気が、スペーサ部材の内部空間に入るようになっている、
   ことを特徴とする窓。
2. 乾燥剤隠ぺい部材及び乾燥剤カートリッジは、内側ガラス板が、スペーサ部材と、乾燥剤隠ぺい部材及び乾燥剤カートリッジとの間にあるように、内側ガラス板に隣接して位置決めされている、請求項１に記載の窓。
3. 乾燥剤カートリッジは、細長い円筒形の管状に構成されている、請求項１に記載の窓。
4. 乾燥剤隠ぺい部材は、細長く、横断面の輪郭がＵ字形である、請求項１に記載の窓。
5. 横断面の輪郭は、直角に結合している２つの直線状部分を備えている、請求項４に記載の窓。
6. フレームは、外側チャネル部材と、内側チャネル部材と、外側チャネル部材と内側チャネル部材との間に配置されているウェブ部材と、から構成されていて、乾燥剤隠ぺい部材は内側チャネル部材に係脱可能に結合されている、請求項１に記載の窓。
7. 乾燥剤隠ぺい部材は、弾性材料から構成されていて、内側チャネル部材のアンダーカット溝にそれぞれ係合するような第１の唇部と第２の唇部とを備えている、請求項６に記載の窓。
8. 第２の乾燥剤が乾燥剤カートリッジの内部に収容され、第２の乾燥剤は、第１の乾燥剤よりも水に対する親和性が高い、請求項１に記載の窓。

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