JP5542097B2

JP5542097B2 - 二重窓

Info

Publication number: JP5542097B2
Application number: JP2011140817A
Authority: JP
Inventors: 太前田; 俊樹田村; 良明鍜治; 一樹吉田
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2011-06-24
Filing date: 2011-06-24
Publication date: 2014-07-09
Anticipated expiration: 2031-06-24
Also published as: JP2013007215A

Description

本発明は、二重窓に関するものである。

特許文献１には、外窓と内窓との間に中間空間が形成され、外窓に外側通気口が設けられると共に内窓に内側通気口が設けられ、中間空間に連通路を有する回転体が設けられた二重窓が開示されている。

この特許文献１は、回転体の回転で、外側通気口及び内側通気口の両方が閉となる状態、連通路を介して外側通気口と中間空間が連通する状態、連通路を介して内側通気口と中間空間が連通する状態が切換えられるように構成されている。

前記回転体の回転による切換えは、季節に応じて行われる。

なお、春秋には、回転体を回転操作することで連通路を介して外側通気口と中間空間を連通すると共に、これに加えて内窓を開放操作することで、中間空間を介して屋外空間と室内空間とを連通して空気の入換えが可能となっている。

特開２００２−２５６６３７号公報

しかしながら、前記従来例は、回転体がどのような環境条件をトリガーとして回転切換えが行われるかについての記載がなく、人が環境条件を判断して回転切換えを行うものと推測される。

また、前記従来例は、回転体の回転による切換えだけでは、中間空間を介して屋外空間と室内空間とを連通することはできず、回転体の回転操作に加え、内窓を手で開操作する必要がある。

しかも、内窓を開操作するので、中間空間は実質的に室内空間の一部となり、二重窓としての本来の機能が失われてしまう。

また、屋外空間と二重窓で仕切った室内空間は、夏期の冷房立上時に内部発熱や日射熱を保持しているため、冷房負荷が増大する。例えば、夏期に冷房を止めて外出すると室内空間が高温となり、室温が外気温より高くなる場合があり、このように室温が外気温より高くなった時に帰宅すると不快になり、また、冷房運転開始時の冷房負荷が大きくなる。

ところが、前記従来例は、人が環境条件を判断して回転体の回転切換え、内窓の開操作を行うので、外出時に室内空間の室温が高温となっても、室温を低下させることはできない。

本発明は、前記の従来の問題点に鑑みて発明したもので、その目的とするところは、夏期に室温が所定温度以上になると自動的に換気を行って室温を低下させることができる二重窓を提供するにある。

本発明の二重窓は、外窓と内窓と前記外窓と内窓との間の中間空間を備えた二重窓であって、前記外窓に設けた外側通気口、前記内窓に設けた内側通気口を開閉する開閉手段と、室内空間の温度を検知する温度センサを備え、前記温度センサの所定温度以上の検知に基づいて、前記開閉手段が前記外側通気口及び前記内側通気口を開くことを特徴とする。

また、前記室内空間の温度を検知する温度センサに加え、前記中間空間の温度を検知する中間空間温度センサを備え、前記中間空間温度センサによる前記中間空間の温度検知に基づいて、前記開閉手段が前記外側通気口又は前記内側通気口のいずれか一方を開くことが好ましい。

また、前記開閉手段の開閉制御モードとして夏期開閉制御モードを備え、夏期開閉制御モードにおいて、前記中間空間温度センサで前記中間空間が夏期設定温度以上になったことを検知すると、前記開閉手段が前記外側通気口を開、前記内側通気口を閉とすることが好ましい。

また、前記開閉手段の開閉制御モードとして冬期開閉制御モードを備え、冬期開閉制御モードにおいて前記中間空間温度センサで検知した前記中間空間内の温度が、前記温度センサで検知した前記室内空間内の温度より高くなった場合、前記外側通気口を閉、前記内側通気口を開とすることが好ましい。

また、前記外側通気口が前記外窓の上部と下部とに設けられ、前記内側通気口が前記内窓の上部と下部とに設けられていることが好ましい。

また、前記中間空間の湿度を検知する湿度センサを備え、前記温度センサの所定温度以上の検知に基づいて、前記開閉手段が前記外側通気口及び前記内側通気口を開いた状態で、前記湿度センサの検知湿度が所定湿度以上になると、開閉手段が前記内側通気口と前記外側通気口の両方又はいずれか一方を閉じることが好ましい。

また、前記開閉手段の開閉制御モードとして冬期開閉制御モードを備え、前記室内空間の湿度を検知する室内湿度センサが設けられ、この室内湿度センサが一定以上の室内湿度を検知すると前記開閉手段が前記外側通気口及び前記内側通気口を開くことが好ましい。

本発明は、温度センサの所定温度以上の検知で、開閉手段が外側通気口及び内側通気口を開くので、夏期に室温が高温になると、二重窓を介して室内空間の換気を自動的に行って温度上昇を抑制し、不快感の軽減、冷房運転開始時の負荷軽減が可能となる。

本発明の二重窓の一実施形態の断面図である。同上の図１の要部拡大断面図である。（ａ）（ｂ）（ｃ）は同上の二重窓の形成順序を示す説明図である。同上の外側通気口及び内側通気口を開にした状態を示す概略説明図である。他の実施形態の要部拡大断面図である。同上の外側通気口を開、内側通気口を閉にした状態を示す概略説明図である。同上の内側通気口を開、外側通気口を閉にした状態を示す概略説明図である。同上の他の実施形態において、外側通気口及び内側通気口を開にした状態を示す概略説明図である。同上の他の実施形態において、外側通気口を開、内側通気口を閉にした状態を示す概略説明図である。同上の他の実施形態において、内側通気口を開、外側通気口を閉にした状態を示す概略説明図である。同上の湿度センサを設けた例の要部拡大断面図である。同上の赤外線発光部、赤外線受光部で信号を送信する例の要部拡大断面図である。

以下、本発明を添付図面に示す実施形態に基づいて説明する。

二重窓４は、建物の外壁１１の開口部１２に設けられるもので、外窓１と、中間空間３と、内窓２を備えている。

二重窓４は様々な形態のものが採用できる。

一例を示すと、二重窓４は、外窓１を構成する外側障子１３を設けた外側窓枠１５と、内窓２を構成する内側障子１４を設けた内側窓枠１６をそれぞれ開口部１２に取付けて構成される。この例では外側障子１３と内側障子１４の間に中間空間３が形成される。

他の例を示すと、開口部１２に取付けられる単一の窓枠に外窓１を構成する外側障子１３と内窓２を構成する内側障子１４が設けられると共に、外窓１と内窓２との間に中間空間３が形成されることで二重窓４が構成される。

また、更に他の例としては、ペアガラスと称されるもので、障子枠に外側ガラスと内側ガラスを設けて外側ガラスと内側ガラスとの間に中間空間３を形成することで、外窓１と内窓２と中間空間３を備えた二重窓４が構成される。

以下の例では、外窓１を構成する外側障子１３を設けた外側窓枠１５と、内窓２を構成する内側障子１４を設けた内側窓枠１６をそれぞれ開口部１２に取付けて構成される二重窓４の例で説明する。

以下の例では、外側窓枠１５が開口部１２に既に設置されている既設のもので、この既設の外側窓枠１５を残したまま、開口部１２に更に内側窓枠１６が新設されることで二重窓４が構成される。

つまり、本例は、既存の窓（既設の外側窓枠１５）を残したまま新設の窓（新設の内側窓枠１６）を開口部１２に新たに取付けることで、開口部１２を断熱改修する場合の例である。

既設の外側窓枠１５には図３（ａ）のように外窓１を構成する既設の引き違いタイプの外側障子１３が設けられていて、外窓１が構成される。

この既設の外側窓枠１５の左右方向の一端部に、図３（ｂ）のように新設の外側通気ユニット２２が新たに設置される。

新設の外側通気ユニット２２には、図２に示されるように、外側通気口５と、外側通気口５を開閉する外側蓋１７と、外側蓋１７を開閉駆動する駆動機構１８と、駆動機構１８を制御する制御回路１９が設けられている。

駆動機構１８は、モータ２０、歯車２１により構成され、モータ２０の回転が歯車２１を介して伝達されて外側蓋１７の開閉がなされる。

既設の外側窓枠１５が残置された建物の外壁１１の開口部１２には、既設の外側窓枠１５よりも室内側寄りに図３（ｃ）のように新設の内側窓枠１６が新たに設置される。

この新設の内側窓枠１６には、新設の引き違いタイプの内側障子１４、新設の内側通気ユニット３１が設けられて内窓２が構成される。

新設の内側通気ユニット３１は、新設の内側窓枠１６の左右方向の一端部の新設の外側通気ユニット２２と対向する位置に設けられる。

新設の内側通気ユニット３１には、内側通気口６と、内側通気口６を開閉する内側蓋２３と、内側蓋２３を開閉駆動する駆動機構２４と、駆動機構２４を制御する制御回路２５と、温度センサ９が設けられている。

駆動機構２４は、モータ２６、歯車２７により構成され、モータ２６の回転が歯車２７を介して伝達されて内側蓋２３の開閉がなされる。

内側通気ユニット３１には外部から電源線（図示せず）が導入されて、モータ２６、制御回路２５に電源が供給される。更に、内側通気ユニット３１に導入された電源は、図２に示すように内側通気ユニット３１と外側通気ユニット２２は電源供給線２８を接続することで、外側通気ユニット２２のモータ２０、制御回路１９に電源が供給される。

本実施形態においては、駆動機構１８、２４、制御回路１９、２５により外側通気口５、内側通気口６を開閉する開閉手段７を構成している。

また、制御回路２５と制御回路１９は図２のように信号線２９で接続される。

温度センサ９は、内側通気ユニット３１の室内側の面に設けられ、室内空間８の室温を検知する。

温度センサ９で検知された室温情報は制御回路２５に入力され、更に、制御回路２５から信号線２９を介して制御回路１９に入力される。

本実施形態の二重窓４は、前記のように既存の外窓１の室内側に、中間空間３を介して新設の内窓２を形成することで構成され、中間空間３が、室内空間８と屋外空間３０との間との間に存在して断熱層として機能する。

実施形態においては、既設の外側窓枠１５を残したまま新設の内側窓枠１６を開口部１２に新たに取付けることで二重窓４が形成されるので、二重窓４の改築工事が容易に行える。

ところで、屋外空間と二重窓で仕切った室内空間８は、夏期の冷房立上時に内部発熱や日射熱を保持しているため、例えば、冷房を止めて外出すると室内空間は高温となり、高温となった室温が外気温より高くなる場合がある。

そこで、本実施形態においては、室内空間８の室温が所定温度以上の高温となり、温度センサ９がこの所定以上となった室温を検知すると、制御回路１９、２５によりモータ２０、２６が駆動されて外側通気口５及び内側通気口６を開くように制御される。

前記所定温度（高温の室温）以上とは、例えば、３７℃以上であるが、必ずしもこの温度に限定されるものではない。

温度センサ９により室温が所定温度以上の高温になったことを検知して、外側通気口５及び内側通気口６が自動的に開になると、室内空間８の高温となった空気が内側通気口６、外側通気口５を通って図４のように換気され、外気が取入れられる。

ここで、外側通気口５及び内側通気口６を開にすることにより、温度センサ９で検知する温度が低下するならば、外側通気口５及び内側通気口６の開を継続するように制御回路１９、２５により制御がなされる。

この状態は、室温が外気温より高く、外側通気口５及び内側通気口６を開とすることで、室温が低下している状態なので、これを継続するため外側通気口５及び内側通気口６の開が維持されるように制御される。

一方、外側通気口５及び内側通気口６を開にした状態で、温度センサ９で検知する温度が上昇し始めると（つまり室温が外気温より低くなり始めると）、外側通気口５及び内側通気口６を閉じるように制御回路１９、２５により制御がなされる。

前記外側通気口５及び内側通気口６の開閉は温度センサ９による室内温度の検知で自動的に行われるので、冷房を止めた外出中であっても、二重窓４で遮蔽された室内空間８内の室温に応じて換気がなされ、室温が異常な高温になるのが抑制される。

これにより、室温が少なくとも外気温以上になる状況を回避することが可能となり、外出から帰宅時の室温の異常な高温による不快感が抑制され、また、帰宅してから冷房運転開始を行う時の冷房負荷が低減される。

次に、他の実施形態を説明する。

本実施形態の基本的な構成は前記の実施形態と同じなので、重複する説明は省略し、前記の実施形態と異なる構成につき説明する。

本実施形態は、図５に示されるように、室内空間８の温度を検知する温度センサ９に加え、中間空間３の温度を検知する中間空間温度センサ１０が備えられている。

そして、温度センサ９で検知する室内空間８の室温に基づいて外側通気口５及び内側通気口６の開閉制御がなされ、中間空間温度センサ１０で検知する中間空間３の温度に基づいて、外側通気口５又は内側通気口６のいずれか一方を開く制御がなされる。

図６には中間空間温度センサ１０で検知する中間空間３の温度に基づいて、外側通気口５を開く制御がなされる例が示されている。

本例では開閉手段７による開閉制御モードとして夏期開閉制御モードを備えている。夏期開閉制御モードはモード設定手段（図示せず）により設定される。

この夏期開閉制御モードにおいては、夏期に中間空間温度センサ１０で中間空間３内の温度が、予め設定された夏期設定温度以上となったことを検知すると、開閉手段７により外側通気口５が開、内側通気口６が閉となるように制御される。

前記中間空間温度センサ１０が検知するあらかじめ設定された中間空間３内の夏期設定温度は、夏期に外側通気口５及び内側通気口６を開くトリガーとなる温度センサ９で検知する予め設定された所定温度と同じ温度に設定されるが、必ずしもこれに限定されない。

つまり、夏期設定温度は、夏期に外側通気口５及び内側通気口６を開くトリガーとなる温度センサ９で検知する所定温度±α℃でもよい。

なお、実施例では、外側通気口５及び内側通気口６を開くトリガーとなる温度センサ９で検知する所定温度が３７℃、夏期設定温度が３７℃を例として説明する。

夏期、日射熱で中間空間３内の温度が上昇して中間空間温度センサ１０で夏期設定温度（例えば３７℃）以上を検知する場合がある。このように中間空間温度センサ１０で夏期設定温度以上を検知すると、図６に示されるように、制御回路１９、制御回路２５からの制御で外側通気口５が開、内側通気口６が閉にされ、中間空間３内に外気が取入れられる。

ここで、中間空間温度センサ１０で検知する中間空間３内の温度が低下するならば、外側通気口５の開、内側通気口６の閉を継続するように制御回路１９、２５により制御がなされる。

あわせて、温度センサ９による室内空間８の室温検知が予め設定された所定温度（例えば３７℃）以上となると、制御回路１９、２５で外側通気口５と内側通気口６の両方が図４のように開となるように制御される。

本実施形態では、夏期に中間空間３が日射により暖められて予め設定された夏期設定温度以上になると、中間空間３内に外気を自動的に取入れて中間空間３内の温度を下げることができるので、二重窓４を介しての室内空間８の温度上昇が抑制される。

これにより、夏期における室内空間８の冷房負荷を低減することが可能となる。

また、図７には中間空間温度センサ１０で検知する中間空間３の温度に基づいて、内側通気口６を開く制御がなされる例が示されている。

本例では開閉手段７による開閉制御モードとして冬期開閉制御モードを備えている。冬期開閉制御モードはモード設定手段（図示せず）により設定される。

この冬期開閉制御モードにおいては、中間空間温度センサ１０で検知した中間空間３内の温度が、温度センサ９で検知した室内空間８内の温度より高くなった場合、開閉手段７により内側通気口６が開、外側通気口５が閉となるように制御される。

つまり、冬期に中間空間温度センサ１０の検知温度が、温度センサ９の検知温度より高くなると、中間空間３内の暖かな空気が室内空間８内に取入れられる。

中間空間温度センサ１０の検知温度が、温度センサ９の検知温度と同じになると、開閉手段７により内側通気口６が閉、外側通気口５が閉となるように制御される。

本実施形態では、冬期に日射などにより中間空間３内の温度が上昇し、室内空間８内の温度よりも高くなる場合があるが、このような場合、中間空間３内の暖かい空気を室内空間８に取り込むことができる。

ところで、前記夏期開閉制御モード、冬期開閉制御モードは、いずれか一方が備えられていてもよく、また、両方が備えられていてもよい。夏期開閉制御モード、冬期開閉制御モードの両方が備えられている場合は、季節によりモード設定手段を操作することで、目的とする開閉モードが選択して設定される。

ところで、前記いずれの実施形態においても、図８、図９、図１０のように、外側通気口５が外窓１の上部と下部とに設けられ、内側通気口６が内窓２の上部と下部とに設けられていることが好ましい。

このように、外側通気口５が外窓１の上部と下部とに設けられ、内側通気口６が内窓２の上部と下部とに設けられていると、図８、図９、図１０の矢印のように空気が流れ、温度差や外気流（風）で効率よく通気され、換気の駆動力が増し、通気量が増大する。

また、前記いずれの実施形態においても、室内空間８又は中間空間３の少なくとも一方又は両方の湿度を検知する湿度センサを備えるのが好ましい。

図１１には中間空間３内の湿度を検知する湿度センサ３５と、室内空間８の湿度を検知する室内湿度センサ３６を設けた例が示されている。

湿度センサ３５が内側通気ユニット３１の中間空間３側の面に設けられ、室内湿度センサ３６が内側通気ユニット３１の室内側の面に設けられる。

そして、前記のように、夏期に室内空間８の室温が所定温度以上の高温となり、温度センサ９が所定以上となった室温を検知すると、外側通気口５及び内側通気口６を開くように制御され、屋外空間３０の外気が中間空間３を通って室内空間８に流れ込む。

この時、屋外空間３０が高湿状態の時、湿度の高い外気が中間空間３を通って室内空間８に流れ込み、室内空間８の湿度が高くなる。

この場合、湿度センサ３５で中間空間３の湿度変化を検知し、検知湿度が所定湿度（例えば７０％）以上になると、開閉手段７で内側通気口６と外側通気口５の両方又はいずれか一方が閉じるように制御され、室内空間８への高湿の外気の流入が停止される。

夏期の冷房運転時に室内空間８の湿度が高いと潜熱負荷を増大させるが、本実施形態においては、室内空間８が高湿度となるのが抑制されるので、冷房運転時の潜熱負荷が抑制される。

一方、冬期開閉制御モードにおいて、室内湿度センサ３６が一定以上の室内湿度を検知すると開閉手段７により外側通気口５及び内側通気口６が開くように制御される。

冬期に鍋料理や室内干しなどで室内空間８の湿度が急激に上昇する場合があるが、室内湿度センサ３６が一定以上の室内湿度を検知して外側通気口５及び内側通気口６が開くことで、外気が取入れられ、過剰結露が抑制される。

湿度センサとしては、湿度センサ３５、室内湿度センサ３６の両方が備えられていてもよいが、湿度センサ３５のみ、あるいは室内湿度センサ３６のみが備えられていてもよい。

なお、図２、図５、図１１は制御回路２５と制御回路１９を信号線２９で接続した例であるが、信号線２９に代えて、図１２のように赤外線発光部３２、赤外線受光部３３を設けて信号を送信するようにしてもよい。この例は、施工が容易となる。

また、前記各実施形態は、既存の窓を残したまま新設の窓を開口部１２に新たに取付けて二重窓を構成した例を示したが、二重窓全体が新設のものでもよい。

また、外側障子１３、内側障子１４が引き違いタイプの例を示しているが、これにのみ限定されない。

例えば、外側障子１３が開き戸タイプで、内側障子１４が引き違いタイプ、あるいは、外側障子１３、内側障子１４の両方が嵌め殺しタイプのものでもよく、また、いずれか一方が引き違いタイプ、他方が嵌め殺しタイプ等、種々のタイプの組合わせが採用できる。

１外窓
２内窓
３中間空間
４二重窓
５外側通気口
６内側通気口
７開閉手段
８室内空間
９温度センサ
１０中間空間温度センサ

Claims

外窓と内窓と前記外窓と内窓との間の中間空間を備えた二重窓であって、前記外窓に設けた外側通気口、前記内窓に設けた内側通気口を開閉する開閉手段と、室内空間の温度を検知する温度センサを備え、前記温度センサの所定温度以上の検知に基づいて、前記開閉手段が前記外側通気口及び前記内側通気口を開くことを特徴とする二重窓。
前記室内空間の温度を検知する温度センサに加え、前記中間空間の温度を検知する中間空間温度センサを備え、前記中間空間温度センサによる前記中間空間の温度検知に基づいて、前記開閉手段が前記外側通気口又は前記内側通気口のいずれか一方を開くことを特徴とする請求項１記載の二重窓。
前記開閉手段の開閉制御モードとして夏期開閉制御モードを備え、夏期開閉制御モードにおいて、前記中間空間温度センサで前記中間空間が夏期設定温度以上になったことを検知すると、前記開閉手段が前記外側通気口を開、前記内側通気口を閉とすることを特徴とする請求項２記載の二重窓。
前記開閉手段の開閉制御モードとして冬期開閉制御モードを備え、冬期開閉制御モードにおいて、前記中間空間温度センサで検知した前記中間空間内の温度が、前記温度センサで検知した前記室内空間内の温度より高くなった場合、前記外側通気口を閉、前記内側通気口を開とすることを特徴とする請求項２又は請求項３記載の二重窓。
前記外側通気口が前記外窓の上部と下部とに設けられ、前記内側通気口が前記内窓の上部と下部とに設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の二重窓。
前記中間空間の湿度を検知する湿度センサを備え、前記温度センサの所定温度以上の検知に基づいて、前記開閉手段が前記外側通気口及び前記内側通気口を開いた状態で、前記湿度センサの検知湿度が所定湿度以上になると、開閉手段が前記内側通気口と外側通気口の両方又はいずれか一方を閉じることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の二重窓。
前記開閉手段の開閉制御モードとして冬期開閉制御モードを備え、前記室内空間の湿度を検知する室内湿度センサが設けられ、この室内湿度センサが一定以上の室内湿度を検知すると前記開閉手段が前記外側通気口及び前記内側通気口を開くことを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の二重窓。