JPS6354864B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は空気層を断熱体として利用した複層
ガラスに関するものである。

空気を断熱体として使用する複層ガラスにあつ
ては空気をいかに静止した状態に保つかにある。
これにより空気の対流による伝熱が防止される。
空気を静止させる一方法として、内部空間に空気
を封じこめる方法がある。しかし、完全に空気を
密閉することは困難であり、微細な穴より水等が
浸入し断熱効果を減少させる。また、２枚のガラ
ス板でその間に密閉空間を形成した複層ガラスで
は気密性が破れて水が浸入すると断熱効果を減少
させるばかりでなく、浸入した水の凝結によりガ
ラスの透明性が失なわれる。

本発明は内部空間における水の凝結を防止し、
安定した断熱効果が得られる複層ガラスを提供す
るものである。

すなわち、本発明の複層ガラスは、内部空間と
該内部空間および外部空間を連接する一つの中空
通路とをもち、該内部空間を形成する２枚のガラ
ス板とそれら２枚のガラスの周縁を固定し該中空
通路を形成する周縁部材とで構成される壁状体で
あり、該中空通路は上下方向に伸びており、該中
空通路の下方口は外部空間に開口しており、該中
空通路の上方口は内部空間に開口していることを
特徴とするものである。

本発明の複層ガラスでは、その内部空間が密閉
されていない。しかしながら、以下に説明するよ
うに、内部空間に内在する空気が静止した状態を
保ち易く、内部空間内に水が凝集しにくい構造と
なつていることに特長がある。

本発明の複層ガラスでは内部空間が中空通路に
より外部空間とつながつているため、内部空間と
外部空間の圧力は常に等しい。このため従来の密
閉空間を有する複層ガラスのように、内部空間が
冷却され、減圧状態になつたとき、接合部等を拡
散して通過する水が外部空間より内部空間に浸入
することはない。また内部空間と外部空間の圧力
差がないため、本発明の複層ガラスの壁状体には
圧力差に起因する応力が作用しない。このため壁
状体の強度を高くする必要がない。また本発明の
複層ガラスでは、冷却によりその内部空間に湿つ
た空気が中空通路を通つて流入する場合、流入す
る空気は中空通路内で冷却され中空通路の壁面に
結露するため、比較的水分の少い空気が内部空間
に入る。なお結露した水は中空通路が上下方向に
伸びているため下方に流れ外部空間に流れ出る。
一方、内部空間が加熱され、内部空間から外部空
間に空気が流出する場合、内部空間の空気はその
内部空間に存在する水分の量で含みうる最大の水
分を含んだ状態にあり、この状態の空気が中空通
路を通つて外部空間に出る。すなわち、内部空間
に空気が流入する場合には、外部空間の空気に含
まれている水より少ない水を含んだ空気が内部空
間に入る場合がある。しかし内部空間より外部空
間に空気が出る場合には常に内部空間の空気が含
みうる最大の水を含んだ空気が出る。このため内
部空間の空気は外部空間の空気に比較して、乾燥
状態を保ちやすい。このため内部空間内で水が凝
集する可能性は低い。たとえ水が凝集することが
あつても、その水は内部空間の空気中に含まれて
いる水分のみであり、ごく限られた量である。従
つてガラスをくもらす程のものではない。

また、本発明の複層ガラスにおいて、内部空間
と外部空間とは一つの中空通路によつてのみ連接
されている。したがつて、内部空間内の空気の逃
げ口は中空通路の一つしかなく、この内部空間内
の空気は静止した状態を保ち易い。このため、内
部空間内に内在する空気は安定した断熱体として
はたらく。

以下、実施例により説明する。

実施例 １ 本発明の複層ガラスの第１実施例を第１図と第
２図に示す。この実施例は、本発明の断熱部材を
複層ガラス窓構造体としたものである。本発明の
構成部材の一つである壁状体は一定の間隙を隔て
て平行に配置された２枚のガラス板１，１と両ガ
ラス板１，１周囲を固定する枠部材２とで構成さ
れ、両ガラス板１，１の間に内部空間３が形成さ
れる。また中空通路４は枠部材２の縦方向に伸び
る一つの縦枠部材２１の内部に形成されている。
ここで、ガラス板１，１は枠部材２に形成された
みぞに周端を挿入され、ガラス板１，１と枠部材
２はシール材２２で気密的に固定される。このた
め内部空間３は中空通路４を除いて外部空間と気
密的に密閉される。中空通路４は縦枠部材２１の
一端面（このガラス窓構造体が家の内と外を隔て
る、窓に使用される場合には、屋外に面した側の
端面）に近接した上下に伸びる空道４１と、縦枠
部材２１の上部で内部空間３に開口する上方口４
２および縦枠部材２１の下部で外部空間に開口す
る下方口４３とよりなる（ここで下方口４３は、
屋内に面した側の端部に開口する）。なお、第２
図は第１図の上方口４２を通る線Ａ−A′で横断
したものを上から見た断面図である。

この実施例では複層ガラス構造体となり、内部
に流動しない空気層が形成されているため、断熱
効果がある。また、内部空間３と外部空間とは上
下に伸びる中空通路４が設けられているため、内
部空間３と外部空間の間に圧力差が発生しないと
か、湿つた空気が内部空間３に入りにくいといつ
た前述した本発明の効果がある。

さらに、本実施例の複層ガラス窓構造体を家の
内と外を隔てる窓に使用した場合、中空通路４の
空道４１が屋外に近接して設けられ、上方口４２
が内部空間３の上部に開口し、かつ、下方口４３
が屋内に開口しているため、次に説明するように
湿つた空気が内部空間３に一層入りにくくなつて
いる（なお、下方口４３が屋外に開口する場合に
は、中空通路４の空道４１は屋内に近接して設け
るのが好ましい）。

まず、本実施例の複層ガラス窓構造体を取り付
けた室の湿度は比較的高く、また室温は一定して
おり、屋外の外気は昼間と夜間との間には大きな
温度変化があるとする。次に、昼から夜にかけて
外気の気温が除々に大きく低下する場合を考え
る。気温が除々に低下するに従い、複層ガラス窓
構造体の外気に面したガラス板１が冷却され、つ
づいて内部空間３内の空気が冷却される。この内
部空間３内の空気の温度低下により圧力が低下
し、外部空間（室内）より室内の暖かい湿度の高
い空気が中空通路４を通つて内部空間３内に流入
する。この場合の流入速度は、内部空間３の容
積、気温変化、中空通路の断面積で定まるが、気
湿変化による一定圧力下での空気の収縮は比較的
小さく、また通常内部空間の容積も比較的小さい
ので、中空通路４内を通過する空気の流入速度は
通常極めてゆるやかで、しかもその絶対量は小さ
なものである。また、本実施例では中空通路４の
上下に伸びる空道４１が縦枠部材２１の外気に接
した面に近接して設けられている。これらのた
め、内部空間３に流入する空気は空道４１を通過
する際に冷却される。本実施例では外気温度近く
まで冷却される。そして冷却された空気の湿度が
100％以上になると空道４１の内面、特に外気に
近い側の内面に余分の水が凝集し、内部空間３に
流入する空気から水が部分的に除かれる。そして
水が部分的に除かれた空気が内部空間３に入る。
本実施例では内部空間３に入る空気の温度は外気
温と近い低い温度であり、一方内部空間３の空気
の温度は室温と外気温の中間状態と考えられるの
で、内部空間３に流入する空気は内部空間３内で
温められ、その温度が高くなる。流入する空気の
湿度で説明すると、内部空間３に流入する際の湿
度が100％であつても、流入後水分の補給がなく
空気の温度が上るため湿度は低下し、100％以下
になる。このため流入する空気により、内部空間
３内に水が凝集することはない。なお、空道４１
に凝集した水は空道４１を自然に流下し下方口４
３より外部空間に排除される。このとき、内部空
間の空気が冷却、収縮された分だけ外部空間から
空道４１に空気が流入するので、その絶対量は小
さい。このため、空道４１内で凝集する水の量は
わずかであり、下方口４３が室内側に開口して
も、室内が濡れて困るといつた問題はおこらな
い。

次に夜から朝、昼にかけて、外気の気温が除々
に大きく上昇する場合を考える。内部空間３内の
容積が比較的小さいため、内部空間３内の空気に
含まれる水分量は比較的一定しており、常に、空
気は内部空間３で含みうる最大の水分を水蒸気と
して保持していることと考えられる。そして外気
の気温が上昇し、これにより内部空間３内の空気
の温度が上昇し、その結果膨張した空気は可能な
最大の水を含みながら中空通路４より外部空間に
流出する。このように、本実施例の複層ガラス構
造体では内部空間３に流入あるいは流出する空気
に含まれる水分により内部空間３内に水が凝集す
ることはなく、逆に、内部空間３内に流入する際
には、外部空間の空気に含まれている水分より少
い水分を含んだ空気が入り、逆に内部空間３より
流出する際には内部空間３内の空気が含みうる最
高の水分を含んだ空気が流出するため、常に内部
空間３内の空気は外部空間の空気に比較してより
乾燥した状態にあることが考えられる。

なお、内部空間３の空気の膨張、圧縮によつて
流入あるいは流出する空気は中空通路４内を静か
に移動するのが好ましい。このため内部空間３の
容積が大きく、また温度変化が大きく激しい場合
には、中空通路４の断面積を大きくかつ上下に伸
びる長さを長くするのが好ましい。

今までの説明では内部空間３に流入する空気の
水分のみを問題にしたが、理論的には外気が非常
に低くなつた場合には内部空間３の空気に含まれ
ている水分がガラス板１，１の表面に凝集するこ
とも考えられるが実際にはその可能性は高くな
い。またたとえ凝集してたとしても内部空間３の
空気に含まれる水分量がガラス板１，１の面積に
比較して少いためガラス板１，１が不透明になる
といつた実際上の不都合は起りにくい。

実施例 ２ この実施例の複層ガラスの平面図を第３図に、
その横断面図を第４図に示す。すなわち、この複
層ガラスは一定の間隔を隔てて平行に配置された
２枚のガラス板１，１と、これらガラス板１，１
の周縁を固定する柱状のガラス棒で形成された枠
部材２０と、同じく柱状のガラス棒で形成された
内枠部材２０１とよりなる。枠部材２０と内枠部
材２０１とは４枚のガラス板１，１で挾持された
構造となり、それらはエポキシ系接着剤で気密的
に接合されている。内枠部材２０１は縦方向に伸
びる一方の側方の枠部材２０と一定間隔を隔てて
平行に配置固定され、また内枠部材２０１の下端
は枠部材２０に気密的接合されており、一方上端
は上方の枠部材２０と一定間隔をへだてた状態と
なつている。内枠部材２０１の下端に近い枠部材
２０の一部は欠けた状態となつている。この断熱
部材の内部空間３０は２枚のガラス板１，１の間
に形成されている。また、中空通路４０は内枠部
材２０１と枠部材２０の間に形成され、その上方
口４０１は内部空間３０に開口し、その下方口４
０２は外部空間に開口する。中空通路４０の内部
にはフエルト等の通気性のある多孔質体で形成さ
れた弁５が設けられている。本実施例の複層ガラ
スは従来の複層ガラスと同様に使用できる。ただ
し中空通路４０は上下方向に走るように、かつそ
の下方口４０２は下方にくるようにこの複層ガラ
スを使用しなければならない。この複層ガラスの
作用効果は実施例１に示す複層ガラス窓構造体と
ほぼ同一である。なお、中空通路４０の内部に設
けられた弁５の作用の一つは小さな虫が中空通路
４０を通つて内部空間３０に侵入するのを防止す
るものである。また他の作用は、下方口４０２の
近くの外部空間で生じる乱気流により外部空間の
空気が中空通路４０を通つて内部空間３０に入る
のを防止する。すなわち、空気とともに塵埃が内
部空間３０に入るのを防止するためである。この
実施例では、弁を多孔物質で形成したが、１本あ
るいは複数本の細管でも、口紙のようなものでも
よい。さらには弁の材質として吸湿性のものを使
用し、弁で外部空間から入る水分を除去すること
も可能である。かかる吸湿性をもつ弁では中空通
路の上部に設けるのが好ましい。また弁を交換で
きる構造にするのが好ましい。

この複層ガラスの同じ構造の縦約40cm横約30cm
内部空間の厚さ約0.4cmの複層ガラス（ただし弁
は設けられていない）を家庭の小窓に３年間使用
した。この３年間、この複層ガラスは常に透明で
あり、内部空間に水が凝集したり、ガラスが雲る
ことは一度もなかつた。しかし、３年間に約２mm
程の大きさの小虫が内部空間に侵入したいるのが
みられた。

なお、参考までにほぼ同じ大きさの複層ガラス
で上下に伸びる中空通路の上と下に外部空間に開
口する２つの開口を設け、中空通路の中央に内部
空間に開口する１つの開口を設けたものを作り、
同様に３年間使用した。この複層ガラスは冬から
春にかけて内部空間に水が凝集し、約１cmの高さ
になつた。しかし春から夏にかけて水は完全に蒸
発した。この３年間このことが繰り返された。

実施例 ３ この実施例の複層ガラスの平面図を第５図にそ
の横断面図を第６図に示す。この複層ガラスは一
定の間隔を隔てて平行に配置した２枚のガラス板
１，１と、これらガラス板１，１の周縁を固定す
る柱状のガラス棒で形成された枠部材２０′と、
ステンレスパイプ製の中空通路形成部材４４とよ
りなる。枠部材２０′は２枚のガラス板１，１の
周縁全周を気密的に接合しており、ガラス板１，
１の間に内部空間３０′が形成されている。中空
通路形成部材４４の上端は、一方の側辺を形成す
る枠部材２０′の上部で枠部材２０′を貫通し、内
部空間３０′に開口する。中空通路形成部材４４
の他の部分は枠部材２０′の該側辺と接して下方
に伸び、その他端は外部空間に開口する。中空通
路４４０は中空通路形成部材４４の内部に形成さ
れる。

この実施例では第１実施例〜第２実施例に示す
ように枠部材の内部に中空通路を形成する代り
に、枠部材と独立した別の中空通路形成部材を用
いたものである。なお、本実施例では中空通路形
成部材は下方に伸びているが傾斜するものでも曲
がつているものでもよい。特殊な用途の場合積極
的に中空通路形成部材のみを冷却することにより
内部空間への水蒸気の浸入をより効果的に阻止で
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例の平面図、第２図
は第１実施例の横断面図、第３図は本発明の第２
実施例の平面図、第４図は第２実施例の横断面
図、第５図は本発明の第３実施例の平面図、第６
図は第３実施例の横断面図である。図中符号１は
ガラス板、２，２０，２０′は枠部材、３，３０
は内部空間、４，４４０は中空通路を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 内部空間と該内部空間および外部空間を連接
   する一つの中空通路とをもち、該内部空間を形成
   する２枚のガラス板とそれら２枚のガラスの周縁
   を固定し該中空通路を形成する周縁部材とで構成
   される壁状体であり、該中空通路は上下方向に伸
   びており、該中空通路の下方口は外部空間に開口
   しており、該中空通路の上方口は内部空間に開口
   していることを特徴とする複層ガラス。 ２ 中空通路は周縁部材内に形成されている特許
   請求の範囲第１項記載の複層ガラス。 ３ 中空通路は周縁部材にそつて伸びる中空パイ
   プ内に形成されている特許請求の範囲第１項記載
   の複層ガラス。