JPH02157385A - 熱ガラス入り仕切壁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ガラス壁が電気的に加熱され、空気は、その
部屋の大気中に分配される前にヒートガラス壁に沿って
循環しているような、１つの部屋を外部から分離する目
的をもつガラス入り仕切り壁に関する。

［従来の技術と発明が解決しようとする課題］透明なプ
レートで仕切り壁を２重にし、２枚の板ガラスの間に往
々にして外部からとり込まれその後その部屋の大気に混
合される空気を循環させることにより、暖房された部屋
を外気から分離するガラス入り仕切り壁の性能を改善す
る方法は既に知られている。数多くのシステムが提案さ
れてきた。これらのシステムの利点は、熱量損失が空気
を循環することなく外気を直接導入する同じ仕切り壁の
熱量損失に比べて軽減されるという点にある。

しかしながら前述の仕切り壁によると、内側ガラス壁に
沿って循環する空気の一部分が建物の外部で取り込まれ
ることから、内側ガラス壁の温度がつねに、その部屋の
その他の仕切り壁を構成する建物の内部間仕切りの温度
より低い状態にありつづける。このため、外部仕切り壁
の近くの空間の利用が一般に制限される。従ってこの仕
切り壁の表面温度を上昇させることができれば有利であ
る。これを行なうため、例えば単なる内側ガラス壁を断
熱ガラス壁に置き換えることによってこの仕切り壁をさ
らに断熱させる方法が提案されてきた。このようにして
快適さは改良されるが、仕切り壁に沿っての交換用空気
の加熱は比較的低く、総熱収支が著しく改善されるわけ
ではない。

部屋を外部から分離するガラス入り仕切り壁の内側面を
構成するガラスの表面温度を上昇させるため、その部屋
の暖房に必要な熱供給を直接利用することでこの状況を
改善することも考えられた。

欧州特許第１０２９８７　Ｂ号は、こうして、仕切り壁
に沿って通過する前に交換用空気を加熱することを提案
している。このシステムはある程度満足できるものでは
あったが、提供されるエネルギーの一部分は、外部仕切
り壁を（無駄に）加熱するために用いられている。

同様に、加熱するのが仕切り壁自体を構成するガラス壁
のうちの１枚であるような前記システムの一変形態様も
提案された。この場合−船に、真空下で蒸着された薄い
層状の金属から成る透明な導電層が用いられる。このよ
うなシステムは、熱の供給がそれが最も有効である場合
、つまりその部屋自体において行なわれ、さらにこれに
よりガラス入り仕切り壁に自然光照明のみならず空気交
換及び加熱といった補足的機能を統合させることが可能
となるということから、明白な利点を示すものである。

しかしながら、エネルギー損失は無視できないものであ
る。すなわち仕切り壁を構成する２枚のガラス壁、内部
ヒートガラス壁、及び最低温外部ガラス壁の間の熱交換
は真人なものである。このような理由から米国特許第４
，６４１，４６６号では、ヒートガラス壁に相対するガ
ラス壁に１、ヒートガラス壁が発する熱輻射線を再度送
るように赤外線を反射する層を備えつけ、こうして熱量
の漏れを減少させることが提案されている。

同様に、優れた作動条件下でヒートガラス壁を使用する
ことができるようにするさまざまな装置も知られている
。例えば、欧州特許出願明細書第１６５．２８７号では
、温度調節が提供されているし、又フランス特許第２１
８０４３３号では、その維持が不用又は危険な状態にな
った場合の給電の遮断が提案されている。

しかしこれらのガラス入り仕切り壁は興味深い技術的解
決法を提案してはいるものの、なお複雑なものであり、
従って、利用が困難で一般に高くつく。

〔課題を解決するための手段］ 本発明は、低価格を維持しながらしかも効果的でかつ単
純な空気循環によるヒートガラス入り仕切り壁の一解決
法を提供することをその目的としている。即ち、より低
い作動コスト、及びはるかに低い設備コストで既存のシ
ステムと同じ快適さを提供し得る１つの解決法が求めた
。

この結果を達成する目的で、低い輻射能の層をヒートガ
ラス壁の少なくとも１つの面に備えつける。好ましくは
、ガラス壁内の加熱要素として導電性の透明層を用いる
。本発明の好ましいｌ変形実施態様においては、低輻射
能の層を構成するのはこの層目体である。本発明では、
この場合、供給電圧が高く通常アクセス不能な層が意図
的、又は偶発的な何らかの理由によりアクセス可能にな
った場合、給電は自動的に遮断されるようになっている
。

本発明に従ったガラス入り仕切り壁の実施態様は、先行
技術に比べ著しい利点を有している。即ち、技術面では
、低輻射能の層が仕切り壁の低温側に向いていると、ホ
ットガラス壁が発した熱輻射は大部分その部屋の内部の
方へ導かれ、こうして、伝導により外側へと発せられた
熱の方は大部分空気循環のおかげで回収されることから
、損失は極めて著しく減少させられる。この技術的利点
は、快適さに関するもう１つの利点をひき出してくれる
。実際、一定の与えられた熱条件（内部及び外部の温度
、空気流量、ヒートガラス壁に供給される電気エネルギ
ー）において、その部屋の内部を向いた面での仕切り壁
の温度はより高くなり、こうして快適さが改善されるの
である。本発明の利点をさらに別の観点から探ると、経
済的な・利点が認められる。加熱要素及び「輻射性」断
熱材として同じ層を用いることから、仕切り壁の投資コ
ストは制限される。さらに、前述の例におけるように仕
切り壁の温度をより高いものにする代りに、調節装置を
用いて同じ表面温度を保ったとすれば、この温度を維持
するために必要な電気エネルギーは著しく軽減されるこ
とであろう。

この現象は、熱抵抗の概念を用いることにより容易に証
明することができる。内部ヒートガラス壁の外側面と外
側ガラス壁の間に存在する全熱抵抗をＲとする。定義上
、これら２枚のガラス壁の間の熱交換は、輻射流量下に
より測定される：なお式中、Ｔ１及びＴ、はそれぞれ、
エアスペースの両側の仕切り壁上の内部温度及び外部温
度である。

熱抵抗Ｒは、空気交換及びエアスペースの伝導一対流に
関する部分つまりＲｃと、熱輻射に関する部分つまりＲ
３の２つの部分で構成されている。

これらの抵抗は古典的に以下の関係式で結びつけられて
いる： 交換用空気（場合によってその部屋自体の中で取り込ま
れた空気に混合されたもの）をその部屋の外側仕切り壁
を構成する２枚のプレートの間で循環させることから成
る「壁面動力学Ｊシステムと呼ばれる断熱システムは、
Ｒ６の値をきわめて著しく増大させる効果をもつ。

このＲｅＯ値が１０倍になったとする：コノトき、Ｒｃ
及びＲ３力巧同じ規模であるとすればＲＩＩの変更はこ
とごとく、はぼ全面的にアセンブリの熱抵抗、即ち一定
の温度勾配の結果である熱輻射流量に反映されることに
なる。即ち、例えばＲ１を２倍にすると結果として生じ
る輻射流量はほぼ２で除されることになる。ヒートプレ
ートが発する輻射に対する全ての操作は直ちに熱損失に
反映されることになる。

以下に説明を加えている図を見ると、本発明の実施方法
及びその機能をより良く理解することができる。

〔実施例〕

第１図には、「壁面動力学的」断熱の施された窓が示さ
れている。すなわち、外枠１は内枠２を以って２重にな
っている。これらの枠は、屋外通気用の下部開口部と屋
内通気用の上部開口部を除いて、気密な方法で仕切り壁
に接続されている。

制御された機械的換気装置が、その部屋の空気交換を行
なう外部空気流束を吸引するような形でその部屋の内部
大気を負圧状態に保つ。流量は例えば１時間あたりその
部屋の体積に等しい体積である。外部空気の細流は３と
いう番号で表わされ、空気は４４．こおいて通気口の間
を循環し、次に５において部屋の中に侵入する。異なる
装置も又、提案されている。特に垂直仕切り壁の数はさ
まざまであって良く、空気循環の方向ならびに再循環さ
れる空気の割合も同様である。しかし、あ（までも原則
としては、外部で取り込まれる新鮮空気は、部屋の内部
空間と隣接する仕切り壁に沿って循環する。

第２図は、最も単純な装置を象徴している。即ち、空気
は下から上へ、各々単一の板ガラスから成る２枚のガラ
ス壁の間を循環する。

第３図では、同じではあるが先に示したヒートガラス壁
の備わった装置が示されている。内側に向いた仕切り壁
の側に、例えばポリビニルブチラール（ＰＶＢ）といっ
たプラスチック製中間シート７で分離された２枚の外側
ガラスシートから成る合せガラス壁を置いた。ガラス６
の１枚は、ＰＶＢと接触したその面上に、例えば陰極ス
パ°ツタリングにより蒸着された銀から成りこの銀を保
護して光透過率を増す酸化錫のような透明な酸化物の２
枚の層の間に置かれた導電性の透明な１枚の層を備えて
いる。電流は従来の方法で例えば銀塗料から成る帯状の
電極によってもたらされている。第３図以降の図にある
ものに類似した仕切り壁の全てのガラス内で熱応力をひ
き起こすような破損を避けるため、これらの電極は強化
ガラスで作られることが好ましい。

このようなヒートガラス壁が「壁面動力学」断熱式間仕
切りの中で用いられる場合、例えば欧州特許出願明細書
第１６５，２８７号に記載のものと同じようなタイプの
調節システムも用いられる。

これらは第３図に示されているものと同じタイプの加熱
式仕切り壁であり、これに本発明による低輻射能の層を
一枚備えつけて効率を高める。これらの層は、それに与
えられた役割のため、交換用空気流の側（第３図では矢
印９により表わされている）又はもう一方の側で、外に
向けられていなくてはならない。いずれの場合でも、こ
の層を清潔に保っておくことができなくてはならない。

従って、この層は、通常のメンテナンス作業に耐えるこ
とができるよう充分な機械的強度を有していなくてはな
らない。上記層８のタイプの金属層は一般に適当でなく
、むしろ例えば欧州特許筒１２５１５３に記載のものの
ような熱間蒸着された半導体酸化物の層を用いるのが妥
当である。これらの層は、それを備えたガラスの熱輻射
線放出を著しく減少させる特性を有する。

第４図では、番号ｌＯで表わされた未処理のシリコンナ
トリウム−カルシウムガラスの表面により２０°Ｃの温
度で放出された、及び番号１１で表わされている同じ温
度ではあるが厚み４２０ｎｍのフッ素強化５ｎＯｚ層の
備えた同じガラスの表面で放出された輻射線のスペクト
ルが示されている。後者により放出されたエネルギーは
前者により放出されたエネルギーよりはるかに小さいこ
とがわかる。

第５図は、第３図のものと同じであるが本発明により特
にヒートガラス壁１４と向かい合って配置されている低
温ガラス１３により吸収されうるようなものなどの熱輻
射線の放出を制限する層１２を備えた「壁面動力学」装
置を表わしている。

第６図では、本発明によるそのヒートガラス壁の備わっ
た壁面動力学絶熱式間仕切りが表わされている。

加熱層１５は、通常の方法で乾燥剤１８が満たされたス
ペーサ１７から成り、例えばポリ硫化物型のエラストマ
により２重ガラス壁を構成するガラス１９に接着された
、従来の埋込み武断熱ガラス壁の内側にあるため、外部
との接触から保護されている。電流は、２０という番号
で示されているものと同タイプの２本の導電性バンドに
よりもたらされている。加熱層１５が低輻射化層でない
場合には、この役目を果たすのは、断熱ガラス壁を構成
するもう１枚のプレートの外部にある低輻射化層２１と
なるが、この層は、層１５と対向する側のヒートガラス
上にあってもよい。

第７図は、本発明の好ましい一変形実施態様を概略的に
示している。ここには、矢印２２で表わされた新鮮空気
流が間を循環する２枚のプレートで構成された１枚の仕
切り壁が示されている。プレートのうち一枚２３はヒー
トプレートであり、ここでは部屋の内側に向いている。

低温プレート２４の方はここでは外部に向けられている
。空気は外側から、好ましくはプレート２４の下部で吸
引されるが、高温プレートに沿って新鮮空気が循環する
ような他のあらゆる空気循環装置が同様に適している。

ヒートプレート２３は部屋と反対側に、清掃作業に対し
劣化無く耐えることのできる層２５を備えている。第５
図の層１２又は第６図の層２１に類似した低輻射能のこ
の層２５は、ここではさらに加熱層の役目を果たしてい
る。従って、これには、使用可能な電圧源に接続するこ
とによって望まれる最大の表面出力を利用できることに
なるような形で間隔とりされた電流取入バンド２６が備
えられた。実際、経済的な理由のため、層をプレートの
寸法及び使用可能な電圧に適合させるよりもむしろ一般
には常に同じ層を用い、必要性、即ち例えば部屋の温度
の目標値、この温度の実際値、外気温、日中の時間帯な
どのような制約条件に応しての成る瞬間に必要な全電気
出力及び／又は取入空気の温度及び／又は高温仕切り壁
の表面温度といった必要性に応じて調節装置が予想する
表面出力に達するため、電気パラメータ、電圧及び／又
はパルス時間を適合させることの方が好ましい。

考えられる使用分野を最大限に拡大することができるよ
う、最も高い電圧、特に家庭用電力の公共配電網の電圧
を用いることができることが望ましい。このことは、断
熱用パテを用い導電性要素と層の接触をことごと（避け
るような適合された据え付は条件が利用できる状態にす
ること、ならびに適切な安全システムを備えつけること
を義務づける。実際、空気の通過により汚れる可能性が
あるために、層２５は定期的にメンテナンスを受ける必
要がある。従って、仕切り壁はこのような清掃を可能に
するため開放できなくてはならない。

このような条件の下で、通常使用される電圧が危険なも
のである場合、給電はパネルの開放時に自動的に遮断さ
れることが必要である。そこでフランス特許第２１８０
４３３号のものに類似するシステムが適する。同様に、
ガラス２３又は２４のうちの一枚が破損した場合、給電
が維持されないようにしなければならない。

一般的にガラスは強化されているため、例えば欧州特許
出願明細書第３３８５７号に記されているもののような
通常の強化ガラスの破損の検出システムを用いることが
できる。ガラス２４については、既知の設計の電子部品
によって電流通過が中断されていないことを確認するだ
けで充分である。

従って以上の記述から、本発明が、そのエネルギ消費量
の面で経済的でかつ投資面で安価な効率の良い仕切り壁
を提案していることがわかる。実際この発明によれば、
大量生産されたつまり安価な層を用いることができ、唯
−枚の層しか使わずにすみ、又適合された調節装置によ
り局所配電線の電圧を用いて機能させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、古典的な壁面動力学断熱式窓を示している。 第２図は、このような窓の概略図である。 第３図は、加熱式変形実施態様である。 第４図は、それぞれ裸ガラスと低輻射化層のコーティン
グのほどこされたガラスにより放出されるエネルギーを
表わしている。 第５図、第６図及び第７図は、本発明による仕切り壁を
概略的に示している。 ■・・・外枠、　　　　　　　２・・・内枠、３・・・
外気流、　　　　　　６・・・ガラス、７・・・中間シ
ート、　　　　８・・・層、１３・・・低温ガラス、　
　　１４・・・ヒートガラス壁、１５・・・加熱層、　
　　　　１７・・・スペーサ、１日・・・乾燥剤、　　
　　　１９・・・ガラス、２０・・・導電性ハンド、　
２１・・・低輻射化層、２３．２４　・・・プレート、
　　　２５・・・層、２６・・・電流取入バンド。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ガラス壁が電気的に加熱され、空気はこのヒートガ
   ラス壁に沿って循環してから部屋の大気内に分配される
   ような、１つの部屋を外部から分離することを目的とす
   るガラス入り仕切り壁において、ヒートガラス壁はその
   面のうちの少なくとも１つに輻射能の低い層を有してい
   ることを特徴とするガラス入り仕切り壁。 ２、低輻射能の層は、半導体の透明な金属酸化物で構成
   された層であることを特徴とする、請求項１に記載のガ
   ラス入り仕切り壁。 ３、加熱は、ガラス壁上に置かれた導電層内の電流の通
   過により得られることを特徴とする、請求項１に記載の
   ガラス入り仕切り壁。 ４、導電層は合せガラス壁に属していることを特徴とす
   る、請求項３に記載のガラス入り仕切り壁。 ５、導電層は合せガラス壁の中間シートと接触している
   ことを特徴とする、請求項４に記載のガラス入り仕切り
   壁。 ６、導電層を支持するガラス板が埋込み断熱ガラス壁に
   属していることを特徴とする、請求項３に記載のガラス
   入り仕切り壁。 ７、ヒートプレートが部屋の内側に向けられていること
   を特徴とする、請求項６に記載のガラス入り仕切り壁。 ８、導電層は同様に低輻射能の層であることを特徴とす
   る、請求項３、４、６及び７のいずれか１項に記載のガ
   ラス入り仕切り壁。 ９、層は通常アクセス不可能であることを特徴とする、
   請求項８に記載のガラス入り仕切り壁。 １０、それが建物立面の固定壁を構成していることを特
   徴とする、請求項１乃至９のいずれか１項に記載のガラ
   ス入り仕切り壁。 １１、それが建物立面の開閉仕切り壁、扉、窓又はそれ
   と同等のものを構成していることを特徴とする、請求項
   １乃至９のいずれか１項に記載のガラス入り仕切り壁。 １２、通常アクセス不可能な層がアクセス可能になった
   場合、給電は自動的に遮断されることを特徴とする、請
   求項１０又は１１のいずれか１項に記載のガラス入り仕
   切り壁。 １３、仕切り壁が開放されたとき給電は遮断されること
   を特徴とする、請求項１２に記載のガラス入り仕切り壁
   。 １４、仕切り壁を構成するプレートのいずれか１枚が割
   れた場合、給電は遮断されることを特徴とする、請求項
   １２に記載のガラス入り仕切り壁。