JP2020510147A - 風量が調節可能な無動力エアウィンドウ - Google Patents

Abstract

本発明は、風量が調節可能な無動力エアウィンドウを開示する。エアウィンドウの重心はその回動軸の上部に位置し、ハンドルによってエアウィンドウを開いて使用すると、重力モーメントとリセットねじりバネとの共同作用により、エアウィンドウは室外が無風または微風である場合に開き状態にあり、室内に通風できる。回動軸の下部のエアウィンドウの面積が上部よりも大きく、且つ上部の網戸が外付けされ、下部の網戸が内蔵されるため、室外の風圧によるモーメントは重力モーメントと逆になり、室外の風速が大きければ大きいほど、エアウィンドウの開度は小さくなり、逆も同様である。エアウィンドウの下部のサッシュは翼型の下縁であり、室外の風圧の作用モーメントを大きくすることができる。エアウィンドウの位置規制機構は、風量に対する異なるニーズに応じてエアウィンドウの回動範囲を調節できる。ねじりバネおよびシール装置を利用してエアウィンドウの開閉を制振してノイズ低減する。装置が簡単で確実であり、動力装置およびセンサが不要で、中国の異なる地域での大規模な使用に適する。

Description

本発明は室内通風の分野に属し、具体的には、風量が調節可能な無動力エアウィンドウに関する。

建物は、外気で室内の汚染物を所定の濃度に希釈する必要がある。外気の量が不足すると、室内の汚染物の含有量が基準を超え、人々の健康および仕事の効率に影響し、過度の通風は建物のエネルギー消費の増加になってしまう。機械で通風するのは室内に安定して通風することができるが、エネルギー消費が高く、中国で広く使用するのに適しない。そのため、エネルギーを消費しないが、室内の外気の量を相対的に安定するように維持できる通風装置を開発する必要がある。室内の通風量の安定を維持する簡便な方式は、窓の開度を合理的に制御することである。現在、窓の開度の調節に関する特許および製品は、常に手動、電動または室外の風圧を介して駆動するという３種類の調節方式を採用する。手動で調節する方式の利点は、ユーザの風量に対する異なるニーズに応じ、所望の窓の開度を調節できることにあり、欠点は、頻繁な人為的な介入が必要となることにある。人為的な介入を回避するために、多くの特許は、電動制御とセンサとの組み合わせの方式で窓の開度をリアルタイムに調節し、室内の外気の量の安定を維持し、このような方式は、窓の開きの大きさを精確に制御できるが、エネルギーを消費し、且つ構造が比較的複雑であり、設備の信頼性および経済性が不十分である。室内の外気の量の多少を自動的に調節可能な無動力通風設備を開発する必要がある。現在、従来の無動力風量調節窓は、室外の風圧を介して駆動され、多くはバネ、ラチェット等の機械的な伝動部材を採用し、室外風がバネに作用して変形したり、ラチェットを回動させたりすることで、窓の開度の大きさを変え、室外の風圧の負帰還作用で窓の開度を簡単かつ直接調節できず、且つ補助装置が複雑すぎ、更に窓の採光を遮蔽する。本発明では、簡単な吊り窓を設計し、重力モーメントと風圧モーメントとの逆向き作用を利用し、窓の開度を直接調節するとともに、翼型の下縁を採用して風圧モーメントを大きくする。更に、位置規制装置により、所望の窓調節範囲を設定し、弾性制振装置を用いて窓の開閉による衝撃音を低減する。該装置は簡単で確実であり、大規模な普及と使用に適する。

本発明は風量が調節可能な無動力エアウィンドウを提供する。室外の風速が低い場合、エアウィンドウは最大開度の状態にあり、室内に通入される外気の量を増加し、室外の風速が大きくなる場合、エアウィンドウは室外の風圧によるモーメントの作用で回動し、窓の開度を低減し、室外の風速が大きすぎる場合、エアウィンドウは風圧モーメントの作用で閉じ状態にあり、室内に通風しない。該装置は、部屋の外気の量の相対的な安定を維持することができ、外付けの動力装置および監視センサがなく、信頼性および経済性が良い。

本発明の技術案は以下のとおりである。

風量が調節可能な無動力エアウィンドウであって、エアウィンドウのサッシュ、ガラス、エアウィンドウのハンドル、回動軸、位置規制機構、窓枠およびシール部材を含み、前記エアウィンドウのハンドルは、エアウィンドウのサッシュの上部に設けられ、エアウィンドウを手動で開閉するために用いられ、エアウィンドウのサッシュの左右両側に回動軸が同軸線に固定され、回動軸の中心軸がエアウィンドウのサッシュの上下の幾何学中心線よりも上方に位置することで、回動軸の下方のエアウィンドウの面積は上方のエアウィンドウの面積よりも大きくなり、ハンドルのウェイト、加えられたウェイト、またはガラスとサッシュとの密度差により、エアウィンドウの重心を回動軸の上部に位置させ、エアウィンドウを使用する時に、重心が回動軸からずれるため、重力モーメントの作用で、エアウィンドウが回動して開き、位置規制機構は窓枠内に位置し、エアウィンドウの回動軸に外嵌され、位置規制機構によってエアウィンドウの開きの最大角度を規制し、窓枠は壁体またはフォームに固定され、前記シール部材はエアウィンドウの縁部に設けられ、エアウィンドウが閉じている時のシール性を確保する。

更に、上記位置規制機構は、位置規制リング、位置規制ナット、調節ナットおよび位置規制ロッドを含み、位置規制ロッドが調節ナットに固定され、エアウィンドウの最大開度を制限するために用いられ、位置規制ナットが調節ナットの移動先端に位置し、位置決めする作用を果たし、調節しない時に調節ナットが回動しないことを確保し、２つのナットがいずれも位置規制リングに外嵌され、ネジを介して位置規制リングに接続され、螺合の方式で位置規制リングの回動角度を制御し、エアウィンドウの最大開度を連続して規制できる方式と、バネ、位置規制リング、位置規制ロッドおよび窓枠に固定される位置規制杭を含み、位置規制ロッドが位置規制リングに固定され、窓枠に複数の位置規制杭が設けられ、位置規制リングとエアウィンドウとの間の回動軸にバネが嵌着され、位置規制リングの回動角度を調節しない場合、位置規制ロッドが２つの位置規制杭の間に位置することを確保し、位置規制リングの回動角度を段階的に調節することにより、風量範囲に対する調節を実現し、このように、異なる地域の気象風速およびユーザの風量に対する個人的なニーズに応じ、エアウィンドウの風量の調節範囲を設定して選択できる方式という２種類を有する。前記２種類の方式はいずれも位置規制リングを介して回動軸に外嵌される。

更に、上記エアウィンドウの一側の回動軸の外側に位置規制機構が設けられ、他側の回動軸の外側に固定リングが設けられ、固定リングが窓枠に固定され、固定リングおよび位置規制機構の位置規制リング内に、それぞれねじりバネが設けられ、ねじりバネの他端が自由端であり、他端が固定リングまたは位置規制リングの内部に固定され、ねじりバネのバネアームと回動軸の軸方向断面との接触によって制振し、固定リング内のねじりバネは、エアウィンドウが閉じている時に制振する作用を果たすために用いられ、エアウィンドウが閉じている時に、固定リング内のねじりバネは圧縮状態にあり、室外が無風または微風である場合、エアウィンドウを自動的に開くように駆動し、位置規制リング内のねじりバネは、エアウィンドウが最大開度に開いた時に制振する作用を果たすために用いられる。

更に、上記エアウィンドウのサッシュの室外の下枠が翼型であり、窓が開いている場合、該箇所で比較的大きい風圧を受け、重力モーメントと逆になるより大きい風圧モーメントが発生することを確保し、室外の風速が大きければ大きいほど、エアウィンドウの開度は小さくなる。

更に、上記回動軸、位置規制リングおよび固定リングは軸受で接続され、回動軸、位置規制リングおよび固定リングの間の摩擦力を調節して回動のダンパーを施し、エアウィンドウが室外の気象風速に従って回動する頻度を調整する。

更に、上記回動軸の上部の室外側および下部の室内側に網戸が取り付けられ、上側の送風抵抗を大きくし、室外風の作用で、回動軸の下部のエアウィンドウが受ける風圧モーメントはより大きくなる。それと同時に、エアウィンドウのサッシュにおける回動軸の軸線に、網戸と係合して使用される弾性ウエザストリップまたはシールネットが設けられ、エアウィンドウの回動の全過程において、蚊と虫がエアウィンドウと網戸との間の隙間から室内に入ることを防止する。

更に、上記シール装置は、エアウィンドウの周囲のガスケットおよび室内外枠を含み、エアウィンドウが閉じている時に、シールして位置決めする作用を果たすことを確保する。該エアウィンドウの周囲に窓枠があり、窓の任意の位置に取り付けることができ、任意の形式の窓での使用に適し得る。

本発明は以下の有益な効果を有する。

１、風量が調節可能な無動力エアウィンドウは、室外風速の大きさに応じてエアウィンドウの開度を自動的に調節でき、室内の外気の量を安定するように制御する。室外が無風または微風である場合、該エアウィンドウは最大開度を維持でき、室外の風速が大きくなる場合、エアウィンドウは室外の風圧を受けて回動し、エアウィンドウの開度が小さくなり、通風量を相対的に安定するように維持する。室外の風速が大きすぎる場合、エアウィンドウは大きい風圧モーメントの作用を受けて閉じた状態にある。該エアウィンドウは、開度を調節する時に、動力装置およびセンサが不要で、直接なエネルギー消費がない。

２、エアウィンドウの最大開度を調節可能な状態に設計し、異なる地域の気象風速の大きさおよびユーザの風量に対する個人的なニーズに応じてエアウィンドウの開きの最大角度を調節でき、通風量の範囲を変える。

３、エアウィンドウの室内、室外側にいずれも網戸が取り付けられ、室外風がエアウィンドウに当たった時、室外側の網戸が上部に位置し、通風抵抗を増加するため、回動軸の下部のエアウィンドウは比較的大きい風圧を受けることができ、風圧モーメントを大きくする。また、網戸が取り付けられたため、蚊と虫が室内に入ることが回避できる。

４、エアウィンドウのサッシュの室外の下枠が翼型に設計され、室外風がエアウィンドウに当たった時、翼型構造により、回動軸の下部のエアウィンドウはより大きい風圧を受けることができ、エアウィンドウの閉じ調節を容易にする。

５、採用されたねじりバネ、ガスケットは、エアウィンドウが閉じているときに制振する作用を果たすことができ、エアウィンドウが突然に閉じる際にガラス窓に損傷を与えることを回避するとともに、エアウィンドウが最大開度に開閉する時に発生する衝撃音を低減することもできる。室外が無風または微風である場合、ねじりバネは、エアウィンドウを自動的に開き状態に復帰させることができる。回動軸にダンパー機構が設けられ、回動軸が発生する摩擦力を調節することにより、エアウィンドウの回転頻度を調節できる。
該エアウィンドウは矩形の外枠を有し、窓の任意の位置に容易に取り付けることができ、装置が簡単で確実であり、中国の異なる地域での大規模な使用に適する。

風量が調節可能な無動力エアウィンドウの全体模式図である。 風量が調節可能な無動力エアウィンドウが開いている場合の模式図である。（ａ）は全体図であり、（ｂ）は側面図である。 風量が調節可能な無動力エアウィンドウが閉じている場合の模式図である。（ａ）は全体図であり、（ｂ）は側面図である。 風量が調節可能な無動力エアウィンドウの室外側の正面図である。 風量が調節可能な無動力エアウィンドウの右側の位置規制機構の模式図である。 風量が調節可能な無動力エアウィンドウの室内側の全体模式図である。 風量が調節可能な無動力エアウィンドウの左側の回動軸の係合模式図である。（ａ）はエアウィンドウが開いている場合であり、（ｂ）はエアウィンドウが閉じている場合である。 風量が調節可能な無動力エアウィンドウの右側の回動軸の係合模式図である。（ａ）エアウィンドウが開いている場合であり、（ｂ）はエアウィンドウが最大開度に開いた場合である。 窓に取り付けられ、エアウィンドウが閉じている場合の室内側の全体模式図である。 窓に取り付けられ、エアウィンドウが開いている場合の室内側の全体模式図である。 窓に取り付けられ、エアウィンドウが開いている場合の室外側の全体模式図である。

以下、図面および具体的な実施例を参照しながら、本発明について詳細に説明する。

図１は、風量が調節可能な無動力エアウィンドウの全体模式図である。エアウィンドウのサッシュ１、ガラス２、エアウィンドウのハンドル３、網戸７、エアウィンドウ回動の位置規制機構、シール装置、制振装置および周囲の窓枠を含む。エアウィンドウのハンドル３はエアウィンドウのサッシュ１に取り付けられ、エアウィンドウの開閉を人為的に制御でき、エアウィンドウの回動軸の上部の室外側および下部の室内側に、いずれも網戸７が取り付けられ、網戸７により、エアウィンドウが夜にも使用でき、蚊と虫が室内に入ることを回避する。エアウィンドウ回動の位置規制機構は、エアウィンドウの右側の窓枠に取り付けられ、窓枠の外扉４を開くことにより、位置規制機構を制御できる。

図２は、風量が調節可能な無動力エアウィンドウが開いている場合の模式図である。回動軸Ａ１０はエアウィンドウのサッシュ１と一体に接続され、エアウィンドウのサッシュ１と共に回動できる。エアウィンドウのサッシュの左右両側に回動軸が同軸線に固定され、回動軸の中心軸はエアウィンドウのサッシュの上下中点よりも上方に位置し、回動軸の下方のエアウィンドウの面積は、上方のエアウィンドウの面積よりも大きい。エアウィンドウのハンドル３のウェイト、加えられたウェイト、またはガラス２とエアウィンドウのサッシュ１材質との密度差により、エアウィンドウの重心を回動軸の上部に位置させる。位置規制リング１１はエアウィンドウのサッシュ１に接触せず、回動軸Ａ１０の外側に嵌着され、回動軸Ａ１０がその回りに回動できる。位置規制リング１１における位置規制ロッド２４は、エアウィンドウの回動範囲を規制するために用いられる。

エアウィンドウのハンドル３によってエアウィンドウを開くと、重力モーメントの作用および位置規制ロッド２４の規制により、エアウィンドウは図２（ｂ）に示すような状況に自然に回動でき、この時、開口面積が最大となる。図２（ａ）に示すように、この時、室外の外気はエアウィンドウの上下の開口を介して室内に入ることができる。室外の風速が大きくなる場合、エアウィンドウは室外の風圧によるモーメントの作用で回動し、窓の開度を小さくし、回動軸Ａ１０がエアウィンドウの中心軸よりも上方に位置するため、室外風がエアウィンドウの下半部に作用する面積は上部の面積よりも大きくなる。それと同時に、回動軸Ａ１０の上部の室外側に網戸７があるため、上側の送風抵抗を大きくし、且つ、エアウィンドウの底部に翼型の下枠１５が設定され、窓が開いている場合、エアウィンドウの下部が上部よりも大きい風圧を受け、エアウィンドウは室外風の作用で、重力モーメントと逆になる風圧モーメントが発生することを確保する。上記３点により、エアウィンドウの下半部が受ける風圧が比較的大きく、エアウィンドウを閉じやすくなる。室外の風速が大きすぎる場合、エアウィンドウは風圧モーメントの作用で閉じ状態になり、室内に通風しない。図３に示すとおりである。それと同時に、エアウィンドウの周囲にガスケット１２、エアウィンドウの室内枠１３、室外枠１４、弾性ウエザストリップ１６が取り付けられ、エアウィンドウが回動および閉じている際に良好なシール性を有することが確保できる。

図４は、風量が調節可能な無動力エアウィンドウの室外側の正面図であり、位置規制機構箇所を拡大すると、図５の風量が調節可能な無動力エアウィンドウの右側の位置規制機構の模式図である。図から分かるように、位置規制ロッド２４はエアウィンドウの最大開度を制御するために用いられ、隣接する２つの位置規制杭１７は、位置規制ロッド２４がある特定の角度に回動し、段階的にエアウィンドウの最大開度を制御するように規制できる。複数の位置規制杭１７を設けることにより、位置規制ロッド２４を各角度に規制でき、エアウィンドウの最大開度を調節する。異なる地域の気象風速の大きさおよびユーザの風量に対する異なるニーズに応じて調節できる。位置規制杭１７はエアウィンドウの右側の窓枠５に取り付けられ、位置規制リング１１の一側のバネ１８は、位置規制リング１１とエアウィンドウのサッシュ１との間に嵌着され、位置規制リングの回動角度を調節しない時、位置規制ロッドは２つの位置規制杭の間に位置することを確保する。

図６は、風量が調節可能な無動力エアウィンドウの室内側の全体模式図である。室内で窓枠の外扉４を開くことにより、ユーザは位置規制リング１１を制御し、通風範囲を調節できる。

図７は、風量が調節可能な無動力エアウィンドウの左側の制振機構の模式図である。エアウィンドウの左側の回動軸Ｂ１９に１つの固定リング２１が外嵌され、固定リング２１は左側の窓枠８に取り付けられる。固定リング１１内にねじりバネＡ２０が設けられ、ねじりバネＡ２０の一端は固定リングに固定され、他端は、エアウィンドウを閉じた時に、制振とノイズ低減の作用を果たすために用いられる。図７（ａ）に示すように、エアウィンドウが開いている時、ねじりバネＡ２０は自然状態にあり、エアウィンドウが室外風の作用を受けて回動軸Ｂ１９の回動に従って閉じようとすると、回動軸Ｂ１９はまずねじりバネのバネアームに接触し、エアウィンドウを閉じる時に発生する大きな衝撃音を緩衝する。それと同時に、図７（ｂ）に示すように、エアウィンドウが室外の過大な風圧の作用を受ける時、ねじりバネＡ１９は圧縮状態にあり、室外が無風または微風である場合、ねじりバネＡ１９および重力モーメントの共同作用で、エアウィンドウは一定の開度の開き状態に戻る。

図８は、風量が調節可能な無動力エアウィンドウの右側の制振機構の模式図である。右側の回動軸Ａ１０の外側に位置規制リング１１が設けられ、左側と同様に、位置規制リング１１内にねじりバネＢ２２が設けられ、ねじりバネＢ２２の一端が位置規制リング１１に固定され、他端は、エアウィンドウが最大開度に達した時に制振の作用を果たすために用いられる。図８（ａ）に示すように、エアウィンドウが開いている時にバネアームに接触せず、エアウィンドウが最大開度に開こうとする際、図８（ｂ）に示すように、回動軸Ａ１０はバネアームに接触し、同様に緩衝の作用を果たし、エアウィンドウが最大開度に開いた時に位置規制ロッド２４に衝突し大きなノイズを発生することを防止する。

図９、図１０はそれぞれエアウィンドウが窓に取り付けられた場合の開閉の全体模式図である。図１１は、窓に取り付けられ、エアウィンドウが開いている場合の室外側の全体模式図である。図に示すように、エアウィンドウを窓の開き可能な障子２３の上部に取り付ける。エアウィンドウのハンドル３を利用して開閉できる。室内に大量の外気が必要となる場合、下部の障子２３を直接開くことができる。

１エアウィンドウのサッシュ
２ガラス
３エアウィンドウのハンドル
４窓枠の外扉
５エアウィンドウの右側の窓枠
６エアウィンドウの上枠
７網戸
８エアウィンドウの左側の窓枠
９エアウィンドウのベース
１０回動軸Ａ
１１位置規制リング
１２ガスケット
１３エアウィンドウの室内枠
１４エアウィンドウの室外枠
１５翼型の下枠
１６弾性ウエザストリップ
１７位置規制杭
１８バネ
１９回動軸Ｂ
２０ねじりバネＡ
２１固定リング
２２ねじりバネＢ
２３開き可能な障子
２４位置規制ロッド。

Claims (10)

1. エアウィンドウのサッシュ、ガラス、エアウィンドウのハンドル、回動軸、位置規制機構、窓枠およびシール部材を含み、前記エアウィンドウのハンドルは、エアウィンドウのサッシュの上部に設けられ、エアウィンドウを手動で開閉するために用いられ、エアウィンドウのサッシュの左右両側に回動軸が同軸線に固定され、回動軸の中心軸がエアウィンドウのサッシュの上下の幾何学中心線よりも上方に位置することで、回動軸の下方のエアウィンドウの面積は上方のエアウィンドウの面積よりも大きくなり、ハンドルのウェイト、加えられたウェイト、またはガラスとサッシュとの密度差により、エアウィンドウの重心を回動軸の上部に位置させ、エアウィンドウを使用する時に、重心が回動軸からずれるため、重力モーメントの作用で、エアウィンドウが回動して開き、位置規制機構は窓枠内に位置し、エアウィンドウの回動軸に外嵌され、位置規制機構によってエアウィンドウの開きの最大角度を規制し、窓枠は壁体またはフォームに固定され、前記シール部材はエアウィンドウの縁部に設けられ、エアウィンドウが閉じている時のシール性を確保することを特徴とする、風量が調節可能な無動力エアウィンドウ。
2. 前記位置規制機構は、位置規制リング、位置規制ナット、調節ナットおよび位置規制ロッドを含み、位置規制ロッドが調節ナットに固定され、位置規制ナットが調節ナットの移動先端に位置し、２つのナットがいずれも位置規制リングに外嵌され、ネジを介して位置規制リングに接続され、螺合の方式で位置規制リングの回動角度を制御する方式と、バネ、位置規制リング、位置規制ロッドおよび窓枠に固定される位置規制杭を含み、位置規制ロッドが位置規制リングに固定され、窓枠に複数の位置規制杭が設けられ、位置規制リングとエアウィンドウとの間の回動軸にバネが嵌着され、位置規制リングの回動角度を調節しない場合、位置規制ロッドが２つの位置規制杭の間に位置することを確保する方式という２種類を有し、前記２種類の方式はいずれも位置規制リングを介して回動軸に外嵌されることを特徴とする、請求項１に記載の風量が調節可能な無動力エアウィンドウ。
3. エアウィンドウの一側の回動軸の外側に位置規制機構が設けられ、他側の回動軸の外側に固定リングが設けられ、固定リングが窓枠に固定され、固定リングおよび位置規制機構の位置規制リング内に、それぞれねじりバネが設けられ、ねじりバネの一端が固定リングまたは位置規制リングの内部に固定され、他端が自由端であり、ねじりバネのバネアームと回動軸の軸方向断面との接触によって制振することを特徴とする、請求項１または２に記載の風量が調節可能な無動力エアウィンドウ。
4. 前記エアウィンドウのサッシュの室外の下枠が翼型であり、窓が開いている場合、該箇所で比較的大きい風圧を受け、重力モーメントと逆になるより大きい風圧モーメントが発生することを確保することを特徴とする、請求項１または２に記載の風量が調節可能な無動力エアウィンドウ。
5. 前記エアウィンドウのサッシュの室外の下枠が翼型であり、窓が開いている場合、該箇所で比較的大きい風圧を受け、重力モーメントと逆になるより大きい風圧モーメントが発生することを確保することを特徴とする、請求項３に記載の風量が調節可能な無動力エアウィンドウ。
6. 前記回動軸、位置規制リングおよび固定リングは軸受で接続され、回動軸、位置規制リングおよび固定リングの間の摩擦力を調節して回動のダンパーを施し、エアウィンドウが室外の気象風速に従って回動する頻度を調整することを特徴とする、請求項３に記載の風量が調節可能な無動力エアウィンドウ。
7. 前記回動軸、位置規制リングおよび固定リングは軸受で接続され、回動軸、位置規制リングおよび固定リングの間の摩擦力を調節して回動のダンパーを施し、エアウィンドウが室外の気象風速に従って回動する頻度を調整することを特徴とする、請求項５に記載の風量が調節可能な無動力エアウィンドウ。
8. 前記回動軸の上部の室外側および下部の室内側に網戸が取り付けられるとともに、エアウィンドウのサッシュにおける回動軸の軸線に、網戸と係合して使用される弾性ウエザストリップまたはシールネットが設けられることを特徴とする、請求項１または２または５または６または７に記載の風量が調節可能な無動力エアウィンドウ。
9. 前記回動軸の上部の室外側および下部の室内側に網戸が取り付けられるとともに、エアウィンドウのサッシュにおける回動軸の軸線に、網戸と係合して使用される弾性ウエザストリップまたはシールネットが設けられることを特徴とする、請求項３に記載の風量が調節可能な無動力エアウィンドウ。
10. 前記回動軸の上部の室外側および下部の室内側に網戸が取り付けられるとともに、エアウィンドウのサッシュにおける回動軸の軸線に、網戸と係合して使用される弾性ウエザストリップまたはシールネットが設けられることを特徴とする、請求項４に記載の風量が調節可能な無動力エアウィンドウ。