回収排出機構および窓システム
【課題】 簡素な構成にしたがって、窓ガラスと日射遮蔽装置との間の内側空間において日射により発生する高温空気を自然回収し且つ室外へ自然排出することのできる回収排出機構。
【解決手段】 日射により窓ガラス（１）と室内側の日射遮蔽装置（２）との間の内側空間（１２）で発生する高温空気を回収して室外へ排出する回収排出機構（３）は、高温空気を一時的に回収するための実質的に密閉可能な回収部（３１）と、内側空間と回収部との間を選択的に連通状態にする第１シャッター部材（３２）と、回収部と室外との間を選択的に連通状態にする第２シャッター部材（３３）とを備えている。
【解決手段】 日射により窓ガラス（１）と室内側の日射遮蔽装置（２）との間の内側空間（１２）で発生する高温空気を回収して室外へ排出する回収排出機構（３）は、高温空気を一時的に回収するための実質的に密閉可能な回収部（３１）と、内側空間と回収部との間を選択的に連通状態にする第１シャッター部材（３２）と、回収部と室外との間を選択的に連通状態にする第２シャッター部材（３３）とを備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回収排出機構および窓システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ペリメータの温熱環境対策ならびに省エネルギー対策として、例えば熱的性能の高いダブルスキン構造の窓システムが利用されている。ダブルスキン構造では、建物の外壁とその外側に設けられたファサードとの間の内部空間へ下側換気口から流入した外気を、上側換気口から外部へ排出する。ダブルスキン構造においてもシングルスキン構造においても、採光性能などを考慮して透明な窓ガラスを使用するため、窓ガラスの内側（室内側）にブラインドなどの日射遮蔽装置を用いるのが一般的である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ダブルスキン構造では、シングルスキン構造に比して熱的性能は高いが、設置費用が高く、施工期間は長くなる。一方、シングルスキン構造では、設置費用および施工期間に関して有利であるが、室内側に設置された日射遮蔽装置と窓ガラスとの間の内側空間において日射による高温空気が発生し、ひいては熱滞留が起こることが懸念される。すなわち、シングルスキン構造の窓システムでは、特段の策を講じない限り、熱的性能が比較的低く、空調負荷が大きくなり易い。
【０００４】
本発明は、前述の課題に鑑みてなされたものであり、簡素な構成にしたがって、窓ガラスと日射遮蔽装置との間の内側空間において日射により発生する高温空気を自然回収し且つ室外へ自然排出することのできる回収排出機構および窓システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記課題を解決するために、本発明の第１形態では、日射により窓ガラスと室内側の日射遮蔽装置との間の内側空間で発生する高温空気を回収して室外へ排出する回収排出機構であって、
前記高温空気を一時的に回収するための実質的に密閉可能な回収部と、
前記内側空間と前記回収部との間を選択的に連通状態にする第１シャッター部材と、
前記回収部と前記室外との間を選択的に連通状態にする第２シャッター部材とを備えていることを特徴とする回収排出機構を提供する。
【０００６】
本発明の第２形態では、日射により窓ガラスと室内側の日射遮蔽装置との間の内側空間で発生する高温空気を回収して室外へ排出する第１形態の回収排出機構を備えていることを特徴とする窓システムを提供する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の一態様では、窓ガラスと室内側の日射遮蔽装置との間の内側空間の上端に設けられた回収排出機構が、日射により内側空間で発生する高温空気を一時的に回収するための実質的に密閉可能な回収部を備え、第１シャッター部材により内側空間と回収部との間が選択的に連通状態に設定され、第２シャッター部材により回収部と室外との間が選択的に連通状態に設定される。その結果、本発明の一態様にしたがう回収排出機構および窓システムでは、強制換気を採用しない簡素な構成にしたがって、窓ガラスと日射遮蔽装置との間の内側空間において日射により発生する高温空気を自然回収し且つ室外へ自然排出することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態にかかる窓システムの要部構成を概略的に示す図である。
【図２】本実施形態の窓システムにおける回収排出機構の動作および作用効果を説明する図である。
【図３】変形例にかかる窓システムの要部構成を概略的に示す図である。
【図４】変形例の窓システムにおける回収排出機構の動作および作用効果を説明する図である。
【図５】第２変形例にかかる窓システムの要部構成を概略的に示す図である。
【図６】外側ドラム部材と内側ドラム部材との協働作用を説明する図である。
【図７】第２変形例の窓システムにおける回収排出機構の動作および作用効果を説明する図である。
【図８】第３変形例にかかる窓システムの要部構成を概略的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明者らは、ブラインドのような日射遮蔽装置と窓ガラスとの間の内側空間で発生すると予測される熱滞留、すなわち日射により内側空間で発生する高温空気の滞留に関する実験を実施した。特に、本実験では、ブラインドの上部に熱溜まり空間（実施形態における回収部に対応）を設けて、その空間に溜まった熱量に関する定量的なデータを得ることができた。加えて、溜まった熱量を効率的に室外へ排出することが省エネルギーの観点から有効であることを確認した。以下、本発明の実施形態を、添付図面に基づいて説明する。
【００１０】
図１は、本発明の実施形態にかかる窓システムの要部構成を概略的に示す図である。本実施形態では、シングルスキン構造の窓システムに対して本発明を適用している。図１を参照すると、本実施形態の窓システムは、透明な窓ガラス１と、窓ガラス１から間隔を隔てて室内側に設置されたブラインド２と、窓ガラス１とブラインド２との間の内側空間１２の上端に設けられて、日射により内側空間１２で発生する高温空気を回収して室外（建物の外部）へ排出する回収排出機構３とを備えている。
【００１１】
回収排出機構３は、内側空間１２で発生する高温空気を一時的に回収するための実質的に密閉可能な回収部３１、内側空間１２と回収部３１との間を選択的に連通状態にする第１シャッター部材３２、および回収部３１と室外との間を選択的に連通状態にする第２シャッター部材３３を有する。さらに、回収排出機構３は、回収部３１の内側に設けられた温度センサ３４、および温度センサ３４の出力に基づいて第１シャッター部材３２および第２シャッター部材３３の開閉を制御する制御部３５を有する。
【００１２】
回収部３１は、例えば長方形状の断面を有し、発泡ポリスチレンのような高断熱性の部材により形成されている。第１シャッター部材３２および第２シャッター部材３３として、例えばロードロック式（気密開閉扉式）のシャッター部材を用いることができる。制御部３５は、例えばインターロック方式にしたがって第１シャッター部材３２および第２シャッター部材３３の開閉を制御する。インターロック方式にしたがう制御によれば、双方のシャッター部材３２，３３が同時に閉じることがあっても、双方のシャッター部材３２，３３が同時に開くことはない。
【００１３】
図２は、本実施形態の窓システムにおける回収排出機構の動作および作用効果を説明する図である。図２では、図面の明瞭化のために制御部３５の図示を省略している。本実施形態の窓システムでは、図２（ａ）に示す不使用状態において、回収排出機構３の双方のシャッター部材３２，３３が閉じており、回収部３１は実質的に密閉状態にある。制御部３５は、日射による影響が強くなると、図２（ｂ）に示すように、第２シャッター部材３３を閉じたまま、第１シャッター部材３２だけを開ける。
【００１４】
図２（ｂ）に示す使用開始状態では、内側空間１２と回収部３１との間だけが連通し、回収部３１と室外との間は連通していない。その結果、ブラインド２が日射の一部を吸収し、ブラインド２と窓ガラス１との間の内側空間１２において熱滞留が起き、滞留した熱は浮力により上昇する。すなわち、日射により内側空間１２で発生した高温空気は上昇気流となり、開いた状態の第１シャッター部材３２を介して回収部３１の中へ流入する。ただし、第２シャッター部材３３は閉じられているので、回収部３１の中へ流入した高温空気は室外へ流出することなく、回収部３１の内側の気温は高温空気の回収につれて上昇する。高温空気の回収に伴う気温の上昇は、温度センサ３４によって検知される。
【００１５】
図２（ｂ）に示す状態を維持すると、やがて、図２（ｃ）に示すように、回収部３１に十分な高温空気が回収された状態になる。制御部３５は、図２（ｄ）に示すように、回収部３１への高温空気の十分な回収を検知した温度センサ３４の出力に基づいて、第１シャッター部材３２を閉じると同時に、第２シャッター部材３３を開ける。こうして、回収部３１に回収された高温空気は、内側空間１２へ戻ることなく、室外へ確実に排出される。高温空気の排出に伴う気温の下降は、温度センサ３４によって検知される。
【００１６】
日射が比較的弱い冬期や中間期などには、制御部３５は、回収部３１からの高温空気の十分な排出を検知した温度センサ３４の出力に基づいて、第１シャッター部材３２を閉じたまま第２シャッター部材３３を閉じて、図２（ａ）に示す不使用状態に戻す。あるいは、日射が比較的強い夏期や中間期などには、回収部３１からの高温空気の十分な排出を検知した温度センサ３４の出力に基づいて、第１シャッター部材３２を開くと同時に第２シャッター部材３３を閉じて、図２（ｂ）に示す使用開始状態へ戻し、回収部３１への高温空気の回収を再開する。
【００１７】
このように、温度センサ３４は、回収部３１への熱の回収量を把握する手段、すなわち回収部３１への高温空気の回収を検知する検知部を構成している。具体的に、温度センサ３４は、回収部３１へ高温空気が十分に回収されたことを検知するとともに、回収部３１から高温空気が十分に排出されたことを検知する。そして、温度センサ３４は、図２（ｃ）に示す状態から図２（ｄ）に示す熱排出状態へ移行するタイミングを決定するとともに、図２（ｄ）に示す熱排出状態から図２（ａ）に示す不使用状態または図２（ｂ）に示す使用開始状態へ移行するタイミングを決定する。
【００１８】
本実施形態では、回収部３１が発泡ポリスチレンのような高断熱性の部材により形成されているので、回収部３１に回収された高温空気の室内側への熱影響は小さく抑えられる。ちなみに、図２（ｂ）に示す使用開始状態において、第１シャッター部材３２だけでなく第２シャッター部材３３も開けると、回収部３１の中へ一旦流入した高温空気が外気の影響（風などの影響）により内側空間１２へ、ひいては室内側へ逆流する恐れがある。
【００１９】
また、本実施形態では、窓ガラス１と室内側のブラインド２との間の内側空間１２の上端に設けられた回収排出機構３が、日射により内側空間１２で発生する高温空気を一時的に回収するための実質的に密閉可能な回収部３１を備え、第１シャッター部材３２により内側空間１２と回収部３１との間が選択的に連通状態に設定され、第２シャッター部材３３により回収部３１と室外との間が選択的に連通状態に設定される。
【００２０】
その結果、本実施形態では、強制換気を採用しない簡素な構成にしたがって、日射により内側空間１２で発生する高温空気を自然回収し且つ室外へ自然排出することができる。すなわち、本実施形態では、回収排出機構３の作用により熱的性能が向上し、日射や外気の温度などの室内側への影響を小さく抑えることができるので、空調負荷が低減され、ひいては省エネルギーを図ることができる。
【００２１】
なお、上述の実施形態では、図２（ｄ）に示す状態において高温空気を回収部３１から室外へ排出している間に、日射により内側空間１２で発生した高温空気が閉じた状態の第１シャッター部材３２の近傍まで上昇し、やがてブラインド２を介して室内側へ高温空気の熱が拡散する恐れがある。そこで、図３に示す変形例にかかる窓システムでは、この高温空気の熱の拡散を小さく抑えるために、窓ガラス１から間隔を隔てた位置において回収部３１から下方に延びる垂下壁部３６を付設している。
【００２２】
図３の変形例は、図１の実施形態と類似の構成を有し、回収排出機構３に垂下壁部３６が付設されている点だけが図１の実施形態と相違している。具体的に、垂下壁部３６は、例えば回収部３１の断面の長方形の一辺に沿って鉛直方向に延びている。図３では、図１の実施形態における要素と同様の機能を果たす要素に図１と同じ参照符号を付している。以下、図１の実施形態との相違点に着目し、図４を参照して図３の変形例の窓システムにおける回収排出機構の動作および作用効果を説明する。図４においても、図面の明瞭化のために制御部３５の図示を省略している。
【００２３】
図３の変形例にかかる窓システムでは、図１の実施形態の場合と同様に、図４（ａ）に示す回収排出機構３の不使用状態において双方のシャッター部材３２，３３が閉じており、図４（ｂ）に示す使用開始状態において第２シャッター部材３３を閉じたまま第１シャッター部材３２だけを開ける。そして、図１の実施形態の場合と同様に、図４（ｃ）に示すように回収部３１に十分な高温空気が回収されると、図４（ｄ）に示すように第１シャッター部材３２が閉じて第２シャッター部材３３が開き、ひいては回収部３１に回収された高温空気が室外へ排出される。
【００２４】
日射が比較的強い夏期には、図４（ｄ）に示す状態において高温空気を回収部３１から室外へ排出している短期間の間にも、日射により内側空間１２で発生した高温空気が閉じた状態の第１シャッター部材３２の近傍まで上昇することがある。この場合、図３の変形例の窓システムでは、図１の実施形態の場合とは異なり、閉じた状態の第１シャッター部材３２の近傍まで上昇した高温空気は、窓ガラス１と第１シャッター部材３２と垂下壁部３６とにより画成される非密閉空間に一時的に滞留する。
【００２５】
その結果、垂下壁部３６の作用により、内側空間１２で発生して閉じた状態の第１シャッター部材３２の近傍まで上昇した高温空気の熱が室内側へ拡散することが確実に回避される。なお、垂下壁部３６を発泡ポリスチレンのような高断熱性の部材で形成することにより、窓ガラス１と第１シャッター部材３２と垂下壁部３６とにより画成される非密閉空間に一時的に滞留する高温空気の室内側への熱影響を小さく抑えることができる。また、回収部３１と垂下壁部３６とを同じ材料（高断熱性の部材）により形成する場合、回収部３１と垂下壁部３６とを一体的に形成することもできる。
【００２６】
図３の変形例では、回収部３１からの高温空気の十分な排出を検知した温度センサ３４の出力に基づいて、第１シャッター部材３２を開くと同時に第２シャッター部材３３を閉じて、図４（ｂ）に示す使用開始状態へ戻し、回収部３１への高温空気の回収、とりわけ第１シャッター部材３２の近傍に滞留していた高温空気の回収を行う。あるいは、内側空間１２で新たに発生する高温空気および第１シャッター部材３２の近傍に滞留していた高温空気の回収部３１への回収が不要な場合には、第１シャッター部材３２を閉じたまま第２シャッター部材３３を閉じて、図４（ａ）に示す不使用状態に戻す。
【００２７】
なお、図１の実施形態および図３の変形例では、制御部３５が温度センサ３４の出力に基づいて第１シャッター部材３２および第２シャッター部材３３の開閉を制御している。しかしながら、これに限定されることなく、本発明の範囲内において第１シャッター部材および第２シャッター部材の開閉を手動で行う態様も可能である。
【００２８】
ところで、前述したように、図１の実施形態および図３の変形例において第１シャッター部材３２および第２シャッター部材３３の双方が開いた状態になると、回収部３１の中へ一旦流入した高温空気が外気の影響（風などの影響）により内側空間１２へ、ひいては室内側へ逆流する恐れがある。シャッター部材の開閉を手動で行う場合、操作ミスなどによりシャッター部材３２および３３の双方が開いた状態になる可能性は否定できない。また、シャッター部材の開閉を自動制御する場合であっても、停電や制御部３５の誤作動などによりシャッター部材３２および３３の双方が開いた状態になる可能性は否定できない。
【００２９】
図５に示す第２変形例では、回収部が内側空間および室外の双方に連通した状態にならないように構成されているので、回収部の中へ一旦流入した高温空気が外気の影響により内側空間（ひいては室内側）へ逆流するのを確実に防止することができる。具体的に、第２変形例の回収排出機構３Ａは、内側空間１２で発生する高温空気を一時的に回収するための実質的に密閉可能な回収部として、円筒状の断面を有する外側ドラム部材４１を有する。外側ドラム部材４１には、内側空間１２に開口した第１開口部４１ａおよび室外に開口した第２開口部４１ｂが設けられている。
【００３０】
また、回収排出機構３Ａは、図１の実施形態における第１シャッター部材３２および第２シャッター部材３３に対応する部材として、外側ドラム部材４１に内接しつつ中心軸４２ｃ廻りに回転可能な円筒状の断面を有する内側ドラム部材４２を有する。内側ドラム部材４２には、第１開口部４１ａおよび第２開口部４１ｂに応じた２つの開口部４２ａおよび４２ｂが設けられている。さらに、回収排出機構３Ａは、内側ドラム部材４２の内側（ひいては回収部としての外側ドラム部材４１の内側）に設けられた温度センサ４３、および温度センサ４３の出力に基づいて内側ドラム部材４２の回転を制御する制御部４４を有する。
【００３１】
外側ドラム部材４１および内側ドラム部材４２は、例えば発泡ポリスチレンのような高断熱性の部材により形成されている。内側ドラム部材４２は、回収部としての外側ドラム部材４１が内側空間１２および室外に連通しない第１状態と、外側ドラム部材４１が内側空間１２だけに連通した第２状態と、外側ドラム部材４１が室外だけに連通した第３状態との間で切り換え可能に構成されている。さらに詳細には、内側ドラム部材４２は、第１状態と第２状態と第３状態との間の切り換えに際して外側ドラム部材４１が内側空間１２および室外の双方に連通した第４状態にならないように、回転可能な角度範囲が機械的に制限されている。
【００３２】
図６は、外側ドラム部材４１と内側ドラム部材４２との協働作用を説明する図である。図６（ａ）には、外側ドラム部材４１の第１開口部４１ａと内側ドラム部材４２の開口部４２ａとが重なり且つ外側ドラム部材４１の第２開口部４１ｂと内側ドラム部材４２の開口部４２ｂとが重なった状態、すなわち外側ドラム部材４１が内側空間１２および室外の双方に連通した第４状態が示されている。
【００３３】
以下、説明の理解を容易にするために、図６の紙面において外側ドラム部材４１の中心すなわち内側ドラム部材４２の中心軸４２ｃと第１開口部４１ａの中心とを結ぶ線分６１が図中鉛直方向に延びており、中心軸４２ｃと第２開口部４１ｂの中心とを結ぶ線分６２が線分６１と１５０度の角度をなしているものとする。また、図６（ａ）において第１開口部４１ａと開口部４２ａとがほぼ完全に重なり且つ第２開口部４１ｂと開口部４２ｂとがほぼ完全に重なっているものとする。
【００３４】
この場合、図６（ａ）の第４状態から内側ドラム部材４２が反時計廻りに６０度回転すると、図６（ｂ）に示す第１状態、すなわち外側ドラム部材４１が内側空間１２および室外に連通しない状態が得られる。図６（ｂ）の第１状態から内側ドラム部材４２が反時計廻りに９０度回転すると、図６（ｃ）に示す第２状態、すなわち外側ドラム部材４１が内側空間１２だけに連通した状態が得られる。図６（ｃ）の第２状態から内側ドラム部材４２が反時計廻りに６０度回転すると、図６（ｄ）に示す第３状態、すなわち外側ドラム部材４１が室外だけに連通した状態が得られる。
【００３５】
このように、内側ドラム部材４２が図６（ｂ）に示す第１状態と図６（ｄ）に示す第３状態との間で１５０（＝９０＋６０）度の角度範囲に亘ってのみ回転するように構成されていれば、図６（ｂ）の第１状態と図６（ｃ）の第２状態と図６（ｄ）の第３状態との間の切り換えに際して、外側ドラム部材４１が内側空間１２および室外の双方に連通した図６（ａ）の第４状態にはならない。図５に示す第２変形例では、図６（ｂ）に示す第１状態と図６（ｄ）に示す第３状態との間で１５０度の角度範囲に亘ってのみ内側ドラム部材４２が回転するように、例えば周知のストッパ手段などにより内側ドラム部材４２の回転可能な角度範囲が機械的に制限されている。
【００３６】
図７は、第２変形例の窓システムにおける回収排出機構の動作および作用効果を説明する図である。図７では、図面の明瞭化のために制御部４４の図示を省略している。第２変形例の窓システムでは、図７（ａ）に示す不使用状態（図６（ｂ）の第１状態に対応）において、回収排出機構３Ａの外側ドラム部材４１の第１開口部４１ａおよび第２開口部４１ｂがともに内側ドラム部材４２の作用により閉じており、回収部としての外側ドラム部材４１は実質的に密閉状態にある。制御部４４は、日射による影響が強くなると、内側ドラム部材４２を反時計廻りに９０度回転させて、図７（ｂ）に示すように、外側ドラム部材４１の第２開口部４１ｂを閉じたまま第１開口部４１ａだけを開ける。
【００３７】
図７（ｂ）に示す使用開始状態（図６（ｃ）の第２状態に対応）では、回収部としての外側ドラム部材４１と内側空間１２との間だけが連通し、外側ドラム部材４１と室外との間は連通していない。その結果、日射により内側空間１２で発生した高温空気は上昇気流となり、開いた状態の第１開口部４１ａを介して外側ドラム部材４１の中へ流入する。ただし、第２開口部４１ｂは閉じられているので、外側ドラム部材４１の中へ流入した高温空気は室外へ流出することなく、外側ドラム部材４１の内側の気温は高温空気の回収につれて上昇する。高温空気の回収に伴う気温の上昇は、温度センサ４３によって検知される。
【００３８】
図７（ｂ）に示す状態を維持すると、やがて、図７（ｃ）に示すように、外側ドラム部材４１の内側に十分な高温空気が回収された状態になる。制御部４４は、外側ドラム部材４１への高温空気の十分な回収を検知した温度センサ４３の出力に基づいて、内側ドラム部材４２を反時計廻りに６０度回転させて、図７（ｄ）に示すように、外側ドラム部材４１の第１開口部４１ａを閉じるとともに第２開口部４１ｂを開ける。こうして、外側ドラム部材４１の内側に回収された高温空気は、内側空間１２へ戻ることなく、室外へ確実に排出される。高温空気の排出に伴う気温の下降は、温度センサ４３によって検知される。
【００３９】
日射が比較的弱い冬期や中間期などには、制御部４４は、外側ドラム部材４１からの高温空気の十分な排出を検知した温度センサ４３の出力に基づいて、内側ドラム部材４２を時計廻りに１５０度回転させて、外側ドラム部材４１の第１開口部４１ａおよび第２開口部４１ｂをともに閉じて、図７（ａ）に示す不使用状態に戻す。あるいは、日射が比較的強い夏期や中間期などには、外側ドラム部材４１からの高温空気の十分な排出を検知した温度センサ３４の出力に基づいて、内側ドラム部材４２を時計廻りに６０度回転させて、外側ドラム部材４１の第１開口部４１ａを開くとともに第２開口部４１ｂを閉じて、図７（ｂ）に示す使用開始状態へ戻し、外側ドラム部材４１の内側への高温空気の回収を再開する。
【００４０】
このように、図５の第２変形例においても、図１の実施形態および図３の変形例の場合と同様に、強制換気を採用しない簡素な構成にしたがって、日射により内側空間１２で発生する高温空気を自然回収し且つ室外へ自然排出することができる。すなわち、第２変形例においても、回収排出機構３Ａの作用により熱的性能が向上し、日射や外気の温度などの室内側への影響を小さく抑えることができるので、空調負荷が低減され、ひいては省エネルギーを図ることができる。
【００４１】
特に、第２変形例では、図１の実施形態および図３の変形例の場合とは異なり、外側ドラム部材４１が内側空間１２および室外の双方に連通した状態にならないように回転可能な角度範囲が機械的に制限されているので、停電や制御部４４の誤作動などにより外側ドラム部材４１が内側空間１２および室外の双方に連通した状態になる可能性はなく、外側ドラム部材４１の中へ一旦流入した高温空気が外気の影響により内側空間１２（ひいては室内側）へ逆流するのを確実に防止することができる。
【００４２】
なお、図５の第２変形例では、制御部４４が温度センサ４３の出力に基づいて内側ドラム部材４２を回転させることにより外側ドラム部材４１の第１開口部４１ａおよび第２開口部４１ｂの開閉を制御している。しかしながら、これに限定されることなく、本発明の範囲内において内側ドラム部材４２の回転による外側ドラム部材４１の第１開口部４１ａおよび第２開口部４１ｂの開閉を手動で行う態様も可能である。この場合も、外側ドラム部材４１の回転可能な角度範囲が機械的に制限されているので、操作ミスなどにより外側ドラム部材４１が内側空間１２および室外の双方に連通した状態になる可能性はなく、外側ドラム部材４１の中へ一旦流入した高温空気が外気の影響により内側空間１２（ひいては室内側）へ逆流するのを確実に防止することができる。
【００４３】
また、図５の第２変形例では、外側ドラム部材４１の第１開口部４１ａおよび第２開口部４１ｂに応じた２つの開口部４２ａおよび４２ｂが、内側ドラム部材４２に設けられている。しかしながら、これに限定されることなく、外側ドラム部材および内側ドラム部材の具体的な構成、例えば外側ドラム部材の開口部の配置、内側ドラム部材の開口部の数および配置などについては様々な形態が可能である。
【００４４】
ところで、例えば中間期の朝や夜には、室外における空気（外気）が室内における空気よりも冷たい。したがって、内側空間の下側において室外から室内へ冷気を取り入れ且つ内側空間の上側において室内から室外へ空気を排出することにより自然換気を行うことが効率的である。そこで、図８に示す第３変形例では、図１の実施形態の構成において、内側空間１２の下端に設けられて内側空間１２と室外との間を選択的に連通状態にする第３シャッター部材３７を付設している。第３シャッター部材３７の開閉は、制御部３５により制御される。
【００４５】
第３変形例にかかる回収排出機構３Ｂでは、例えば中間期の朝や夜に、制御部３５は第１シャッター部材３２、第２シャッター部材３３および第３シャッター部材３７を同時に開ける。その結果、室外から第３シャッター部材３７を介して内側空間１２の下側へ新鮮な冷気が自然に取り入れられるとともに、室内から第１シャッター部材３２および第２シャッター部材３３を介して室外へ空気が自然に排出される。内側空間１２の下端に設けられた第３シャッター部材３７を利用する自然換気は、ペリメータの温熱環境および省エネルギーの観点において効率的である。
【００４６】
内側空間１２の下端に付設された第３シャッター部材を利用して自然換気を行う手法は、図３の変形例および図５の第２変形例に対しても同様に適用可能である。ただし、図５の第２変形例に対して上述の自然換気の手法を適用する場合には、内側ドラム部材４２の回転角度範囲の機械的な制限を解除して、外側ドラム部材４１が内側空間１２および室外の双方に連通した第４状態も実現可能に構成する必要がある。
【００４７】
なお、図１の実施形態、図３の変形例、および図８の第３変形例では、シャッター部材３２，３３，３７として、回転する複数枚の羽根部材を有する通常のダンパ式のシャッター部材を用いる例が図示されている。しかしながら、これに限定されることなく、シャッター部材の具体的な構成については様々な形態が可能である。例えば、スライドする複数枚の羽根部材を有するスライドダンパ式のシャッター部材、揺動する１枚のプレート部材を有する排煙窓式のシャッター部材、外側ドラム部材および内側ドラム部材を有する二重ドラム構造のシャッター部材などを用いることもできる。
【００４８】
また、上述の説明では、回収部３１または回収部としての外側ドラム部材４１への高温空気の回収を検知する検知部として、温度センサ３４または４３を用いている。しかしながら、これに限定されることなく、例えば圧力センサのような検知部を用いて回収部への高温空気の回収を検知しても良い。
【００４９】
また、上述の説明では、窓ガラス１から間隔を隔てて室内側に設置される日射遮蔽装置としてブラインド２を用いている。しかしながら、これに限定されることなく、例えばロールスクリーンのような日射遮蔽装置を用いる窓システムに対しても同様に本発明を適用することができる。
【００５０】
また、上述の説明では、シングルスキン構造の窓システムに対して本発明を適用している。しかしながら、これに限定されることなく、例えばダブルスキン構造の窓システムに対しても同様に本発明を適用することができる。
【符号の説明】
【００５１】
１ 窓ガラス
２ ブラインド（日射遮蔽装置）
３，３Ａ，３Ｂ 回収排出機構
３１ 回収部
３２，３３，３７ シャッター部材
３４，４３ 温度センサ
３５，４４ 制御部
３６ 垂下壁部
４１ 外側ドラム部材
４２ 内側ドラム部材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回収排出機構および窓システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ペリメータの温熱環境対策ならびに省エネルギー対策として、例えば熱的性能の高いダブルスキン構造の窓システムが利用されている。ダブルスキン構造では、建物の外壁とその外側に設けられたファサードとの間の内部空間へ下側換気口から流入した外気を、上側換気口から外部へ排出する。ダブルスキン構造においてもシングルスキン構造においても、採光性能などを考慮して透明な窓ガラスを使用するため、窓ガラスの内側（室内側）にブラインドなどの日射遮蔽装置を用いるのが一般的である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ダブルスキン構造では、シングルスキン構造に比して熱的性能は高いが、設置費用が高く、施工期間は長くなる。一方、シングルスキン構造では、設置費用および施工期間に関して有利であるが、室内側に設置された日射遮蔽装置と窓ガラスとの間の内側空間において日射による高温空気が発生し、ひいては熱滞留が起こることが懸念される。すなわち、シングルスキン構造の窓システムでは、特段の策を講じない限り、熱的性能が比較的低く、空調負荷が大きくなり易い。
【０００４】
本発明は、前述の課題に鑑みてなされたものであり、簡素な構成にしたがって、窓ガラスと日射遮蔽装置との間の内側空間において日射により発生する高温空気を自然回収し且つ室外へ自然排出することのできる回収排出機構および窓システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記課題を解決するために、本発明の第１形態では、日射により窓ガラスと室内側の日射遮蔽装置との間の内側空間で発生する高温空気を回収して室外へ排出する回収排出機構であって、
前記高温空気を一時的に回収するための実質的に密閉可能な回収部と、
前記内側空間と前記回収部との間を選択的に連通状態にする第１シャッター部材と、
前記回収部と前記室外との間を選択的に連通状態にする第２シャッター部材とを備えていることを特徴とする回収排出機構を提供する。
【０００６】
本発明の第２形態では、日射により窓ガラスと室内側の日射遮蔽装置との間の内側空間で発生する高温空気を回収して室外へ排出する第１形態の回収排出機構を備えていることを特徴とする窓システムを提供する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の一態様では、窓ガラスと室内側の日射遮蔽装置との間の内側空間の上端に設けられた回収排出機構が、日射により内側空間で発生する高温空気を一時的に回収するための実質的に密閉可能な回収部を備え、第１シャッター部材により内側空間と回収部との間が選択的に連通状態に設定され、第２シャッター部材により回収部と室外との間が選択的に連通状態に設定される。その結果、本発明の一態様にしたがう回収排出機構および窓システムでは、強制換気を採用しない簡素な構成にしたがって、窓ガラスと日射遮蔽装置との間の内側空間において日射により発生する高温空気を自然回収し且つ室外へ自然排出することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態にかかる窓システムの要部構成を概略的に示す図である。
【図２】本実施形態の窓システムにおける回収排出機構の動作および作用効果を説明する図である。
【図３】変形例にかかる窓システムの要部構成を概略的に示す図である。
【図４】変形例の窓システムにおける回収排出機構の動作および作用効果を説明する図である。
【図５】第２変形例にかかる窓システムの要部構成を概略的に示す図である。
【図６】外側ドラム部材と内側ドラム部材との協働作用を説明する図である。
【図７】第２変形例の窓システムにおける回収排出機構の動作および作用効果を説明する図である。
【図８】第３変形例にかかる窓システムの要部構成を概略的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明者らは、ブラインドのような日射遮蔽装置と窓ガラスとの間の内側空間で発生すると予測される熱滞留、すなわち日射により内側空間で発生する高温空気の滞留に関する実験を実施した。特に、本実験では、ブラインドの上部に熱溜まり空間（実施形態における回収部に対応）を設けて、その空間に溜まった熱量に関する定量的なデータを得ることができた。加えて、溜まった熱量を効率的に室外へ排出することが省エネルギーの観点から有効であることを確認した。以下、本発明の実施形態を、添付図面に基づいて説明する。
【００１０】
図１は、本発明の実施形態にかかる窓システムの要部構成を概略的に示す図である。本実施形態では、シングルスキン構造の窓システムに対して本発明を適用している。図１を参照すると、本実施形態の窓システムは、透明な窓ガラス１と、窓ガラス１から間隔を隔てて室内側に設置されたブラインド２と、窓ガラス１とブラインド２との間の内側空間１２の上端に設けられて、日射により内側空間１２で発生する高温空気を回収して室外（建物の外部）へ排出する回収排出機構３とを備えている。
【００１１】
回収排出機構３は、内側空間１２で発生する高温空気を一時的に回収するための実質的に密閉可能な回収部３１、内側空間１２と回収部３１との間を選択的に連通状態にする第１シャッター部材３２、および回収部３１と室外との間を選択的に連通状態にする第２シャッター部材３３を有する。さらに、回収排出機構３は、回収部３１の内側に設けられた温度センサ３４、および温度センサ３４の出力に基づいて第１シャッター部材３２および第２シャッター部材３３の開閉を制御する制御部３５を有する。
【００１２】
回収部３１は、例えば長方形状の断面を有し、発泡ポリスチレンのような高断熱性の部材により形成されている。第１シャッター部材３２および第２シャッター部材３３として、例えばロードロック式（気密開閉扉式）のシャッター部材を用いることができる。制御部３５は、例えばインターロック方式にしたがって第１シャッター部材３２および第２シャッター部材３３の開閉を制御する。インターロック方式にしたがう制御によれば、双方のシャッター部材３２，３３が同時に閉じることがあっても、双方のシャッター部材３２，３３が同時に開くことはない。
【００１３】
図２は、本実施形態の窓システムにおける回収排出機構の動作および作用効果を説明する図である。図２では、図面の明瞭化のために制御部３５の図示を省略している。本実施形態の窓システムでは、図２（ａ）に示す不使用状態において、回収排出機構３の双方のシャッター部材３２，３３が閉じており、回収部３１は実質的に密閉状態にある。制御部３５は、日射による影響が強くなると、図２（ｂ）に示すように、第２シャッター部材３３を閉じたまま、第１シャッター部材３２だけを開ける。
【００１４】
図２（ｂ）に示す使用開始状態では、内側空間１２と回収部３１との間だけが連通し、回収部３１と室外との間は連通していない。その結果、ブラインド２が日射の一部を吸収し、ブラインド２と窓ガラス１との間の内側空間１２において熱滞留が起き、滞留した熱は浮力により上昇する。すなわち、日射により内側空間１２で発生した高温空気は上昇気流となり、開いた状態の第１シャッター部材３２を介して回収部３１の中へ流入する。ただし、第２シャッター部材３３は閉じられているので、回収部３１の中へ流入した高温空気は室外へ流出することなく、回収部３１の内側の気温は高温空気の回収につれて上昇する。高温空気の回収に伴う気温の上昇は、温度センサ３４によって検知される。
【００１５】
図２（ｂ）に示す状態を維持すると、やがて、図２（ｃ）に示すように、回収部３１に十分な高温空気が回収された状態になる。制御部３５は、図２（ｄ）に示すように、回収部３１への高温空気の十分な回収を検知した温度センサ３４の出力に基づいて、第１シャッター部材３２を閉じると同時に、第２シャッター部材３３を開ける。こうして、回収部３１に回収された高温空気は、内側空間１２へ戻ることなく、室外へ確実に排出される。高温空気の排出に伴う気温の下降は、温度センサ３４によって検知される。
【００１６】
日射が比較的弱い冬期や中間期などには、制御部３５は、回収部３１からの高温空気の十分な排出を検知した温度センサ３４の出力に基づいて、第１シャッター部材３２を閉じたまま第２シャッター部材３３を閉じて、図２（ａ）に示す不使用状態に戻す。あるいは、日射が比較的強い夏期や中間期などには、回収部３１からの高温空気の十分な排出を検知した温度センサ３４の出力に基づいて、第１シャッター部材３２を開くと同時に第２シャッター部材３３を閉じて、図２（ｂ）に示す使用開始状態へ戻し、回収部３１への高温空気の回収を再開する。
【００１７】
このように、温度センサ３４は、回収部３１への熱の回収量を把握する手段、すなわち回収部３１への高温空気の回収を検知する検知部を構成している。具体的に、温度センサ３４は、回収部３１へ高温空気が十分に回収されたことを検知するとともに、回収部３１から高温空気が十分に排出されたことを検知する。そして、温度センサ３４は、図２（ｃ）に示す状態から図２（ｄ）に示す熱排出状態へ移行するタイミングを決定するとともに、図２（ｄ）に示す熱排出状態から図２（ａ）に示す不使用状態または図２（ｂ）に示す使用開始状態へ移行するタイミングを決定する。
【００１８】
本実施形態では、回収部３１が発泡ポリスチレンのような高断熱性の部材により形成されているので、回収部３１に回収された高温空気の室内側への熱影響は小さく抑えられる。ちなみに、図２（ｂ）に示す使用開始状態において、第１シャッター部材３２だけでなく第２シャッター部材３３も開けると、回収部３１の中へ一旦流入した高温空気が外気の影響（風などの影響）により内側空間１２へ、ひいては室内側へ逆流する恐れがある。
【００１９】
また、本実施形態では、窓ガラス１と室内側のブラインド２との間の内側空間１２の上端に設けられた回収排出機構３が、日射により内側空間１２で発生する高温空気を一時的に回収するための実質的に密閉可能な回収部３１を備え、第１シャッター部材３２により内側空間１２と回収部３１との間が選択的に連通状態に設定され、第２シャッター部材３３により回収部３１と室外との間が選択的に連通状態に設定される。
【００２０】
その結果、本実施形態では、強制換気を採用しない簡素な構成にしたがって、日射により内側空間１２で発生する高温空気を自然回収し且つ室外へ自然排出することができる。すなわち、本実施形態では、回収排出機構３の作用により熱的性能が向上し、日射や外気の温度などの室内側への影響を小さく抑えることができるので、空調負荷が低減され、ひいては省エネルギーを図ることができる。
【００２１】
なお、上述の実施形態では、図２（ｄ）に示す状態において高温空気を回収部３１から室外へ排出している間に、日射により内側空間１２で発生した高温空気が閉じた状態の第１シャッター部材３２の近傍まで上昇し、やがてブラインド２を介して室内側へ高温空気の熱が拡散する恐れがある。そこで、図３に示す変形例にかかる窓システムでは、この高温空気の熱の拡散を小さく抑えるために、窓ガラス１から間隔を隔てた位置において回収部３１から下方に延びる垂下壁部３６を付設している。
【００２２】
図３の変形例は、図１の実施形態と類似の構成を有し、回収排出機構３に垂下壁部３６が付設されている点だけが図１の実施形態と相違している。具体的に、垂下壁部３６は、例えば回収部３１の断面の長方形の一辺に沿って鉛直方向に延びている。図３では、図１の実施形態における要素と同様の機能を果たす要素に図１と同じ参照符号を付している。以下、図１の実施形態との相違点に着目し、図４を参照して図３の変形例の窓システムにおける回収排出機構の動作および作用効果を説明する。図４においても、図面の明瞭化のために制御部３５の図示を省略している。
【００２３】
図３の変形例にかかる窓システムでは、図１の実施形態の場合と同様に、図４（ａ）に示す回収排出機構３の不使用状態において双方のシャッター部材３２，３３が閉じており、図４（ｂ）に示す使用開始状態において第２シャッター部材３３を閉じたまま第１シャッター部材３２だけを開ける。そして、図１の実施形態の場合と同様に、図４（ｃ）に示すように回収部３１に十分な高温空気が回収されると、図４（ｄ）に示すように第１シャッター部材３２が閉じて第２シャッター部材３３が開き、ひいては回収部３１に回収された高温空気が室外へ排出される。
【００２４】
日射が比較的強い夏期には、図４（ｄ）に示す状態において高温空気を回収部３１から室外へ排出している短期間の間にも、日射により内側空間１２で発生した高温空気が閉じた状態の第１シャッター部材３２の近傍まで上昇することがある。この場合、図３の変形例の窓システムでは、図１の実施形態の場合とは異なり、閉じた状態の第１シャッター部材３２の近傍まで上昇した高温空気は、窓ガラス１と第１シャッター部材３２と垂下壁部３６とにより画成される非密閉空間に一時的に滞留する。
【００２５】
その結果、垂下壁部３６の作用により、内側空間１２で発生して閉じた状態の第１シャッター部材３２の近傍まで上昇した高温空気の熱が室内側へ拡散することが確実に回避される。なお、垂下壁部３６を発泡ポリスチレンのような高断熱性の部材で形成することにより、窓ガラス１と第１シャッター部材３２と垂下壁部３６とにより画成される非密閉空間に一時的に滞留する高温空気の室内側への熱影響を小さく抑えることができる。また、回収部３１と垂下壁部３６とを同じ材料（高断熱性の部材）により形成する場合、回収部３１と垂下壁部３６とを一体的に形成することもできる。
【００２６】
図３の変形例では、回収部３１からの高温空気の十分な排出を検知した温度センサ３４の出力に基づいて、第１シャッター部材３２を開くと同時に第２シャッター部材３３を閉じて、図４（ｂ）に示す使用開始状態へ戻し、回収部３１への高温空気の回収、とりわけ第１シャッター部材３２の近傍に滞留していた高温空気の回収を行う。あるいは、内側空間１２で新たに発生する高温空気および第１シャッター部材３２の近傍に滞留していた高温空気の回収部３１への回収が不要な場合には、第１シャッター部材３２を閉じたまま第２シャッター部材３３を閉じて、図４（ａ）に示す不使用状態に戻す。
【００２７】
なお、図１の実施形態および図３の変形例では、制御部３５が温度センサ３４の出力に基づいて第１シャッター部材３２および第２シャッター部材３３の開閉を制御している。しかしながら、これに限定されることなく、本発明の範囲内において第１シャッター部材および第２シャッター部材の開閉を手動で行う態様も可能である。
【００２８】
ところで、前述したように、図１の実施形態および図３の変形例において第１シャッター部材３２および第２シャッター部材３３の双方が開いた状態になると、回収部３１の中へ一旦流入した高温空気が外気の影響（風などの影響）により内側空間１２へ、ひいては室内側へ逆流する恐れがある。シャッター部材の開閉を手動で行う場合、操作ミスなどによりシャッター部材３２および３３の双方が開いた状態になる可能性は否定できない。また、シャッター部材の開閉を自動制御する場合であっても、停電や制御部３５の誤作動などによりシャッター部材３２および３３の双方が開いた状態になる可能性は否定できない。
【００２９】
図５に示す第２変形例では、回収部が内側空間および室外の双方に連通した状態にならないように構成されているので、回収部の中へ一旦流入した高温空気が外気の影響により内側空間（ひいては室内側）へ逆流するのを確実に防止することができる。具体的に、第２変形例の回収排出機構３Ａは、内側空間１２で発生する高温空気を一時的に回収するための実質的に密閉可能な回収部として、円筒状の断面を有する外側ドラム部材４１を有する。外側ドラム部材４１には、内側空間１２に開口した第１開口部４１ａおよび室外に開口した第２開口部４１ｂが設けられている。
【００３０】
また、回収排出機構３Ａは、図１の実施形態における第１シャッター部材３２および第２シャッター部材３３に対応する部材として、外側ドラム部材４１に内接しつつ中心軸４２ｃ廻りに回転可能な円筒状の断面を有する内側ドラム部材４２を有する。内側ドラム部材４２には、第１開口部４１ａおよび第２開口部４１ｂに応じた２つの開口部４２ａおよび４２ｂが設けられている。さらに、回収排出機構３Ａは、内側ドラム部材４２の内側（ひいては回収部としての外側ドラム部材４１の内側）に設けられた温度センサ４３、および温度センサ４３の出力に基づいて内側ドラム部材４２の回転を制御する制御部４４を有する。
【００３１】
外側ドラム部材４１および内側ドラム部材４２は、例えば発泡ポリスチレンのような高断熱性の部材により形成されている。内側ドラム部材４２は、回収部としての外側ドラム部材４１が内側空間１２および室外に連通しない第１状態と、外側ドラム部材４１が内側空間１２だけに連通した第２状態と、外側ドラム部材４１が室外だけに連通した第３状態との間で切り換え可能に構成されている。さらに詳細には、内側ドラム部材４２は、第１状態と第２状態と第３状態との間の切り換えに際して外側ドラム部材４１が内側空間１２および室外の双方に連通した第４状態にならないように、回転可能な角度範囲が機械的に制限されている。
【００３２】
図６は、外側ドラム部材４１と内側ドラム部材４２との協働作用を説明する図である。図６（ａ）には、外側ドラム部材４１の第１開口部４１ａと内側ドラム部材４２の開口部４２ａとが重なり且つ外側ドラム部材４１の第２開口部４１ｂと内側ドラム部材４２の開口部４２ｂとが重なった状態、すなわち外側ドラム部材４１が内側空間１２および室外の双方に連通した第４状態が示されている。
【００３３】
以下、説明の理解を容易にするために、図６の紙面において外側ドラム部材４１の中心すなわち内側ドラム部材４２の中心軸４２ｃと第１開口部４１ａの中心とを結ぶ線分６１が図中鉛直方向に延びており、中心軸４２ｃと第２開口部４１ｂの中心とを結ぶ線分６２が線分６１と１５０度の角度をなしているものとする。また、図６（ａ）において第１開口部４１ａと開口部４２ａとがほぼ完全に重なり且つ第２開口部４１ｂと開口部４２ｂとがほぼ完全に重なっているものとする。
【００３４】
この場合、図６（ａ）の第４状態から内側ドラム部材４２が反時計廻りに６０度回転すると、図６（ｂ）に示す第１状態、すなわち外側ドラム部材４１が内側空間１２および室外に連通しない状態が得られる。図６（ｂ）の第１状態から内側ドラム部材４２が反時計廻りに９０度回転すると、図６（ｃ）に示す第２状態、すなわち外側ドラム部材４１が内側空間１２だけに連通した状態が得られる。図６（ｃ）の第２状態から内側ドラム部材４２が反時計廻りに６０度回転すると、図６（ｄ）に示す第３状態、すなわち外側ドラム部材４１が室外だけに連通した状態が得られる。
【００３５】
このように、内側ドラム部材４２が図６（ｂ）に示す第１状態と図６（ｄ）に示す第３状態との間で１５０（＝９０＋６０）度の角度範囲に亘ってのみ回転するように構成されていれば、図６（ｂ）の第１状態と図６（ｃ）の第２状態と図６（ｄ）の第３状態との間の切り換えに際して、外側ドラム部材４１が内側空間１２および室外の双方に連通した図６（ａ）の第４状態にはならない。図５に示す第２変形例では、図６（ｂ）に示す第１状態と図６（ｄ）に示す第３状態との間で１５０度の角度範囲に亘ってのみ内側ドラム部材４２が回転するように、例えば周知のストッパ手段などにより内側ドラム部材４２の回転可能な角度範囲が機械的に制限されている。
【００３６】
図７は、第２変形例の窓システムにおける回収排出機構の動作および作用効果を説明する図である。図７では、図面の明瞭化のために制御部４４の図示を省略している。第２変形例の窓システムでは、図７（ａ）に示す不使用状態（図６（ｂ）の第１状態に対応）において、回収排出機構３Ａの外側ドラム部材４１の第１開口部４１ａおよび第２開口部４１ｂがともに内側ドラム部材４２の作用により閉じており、回収部としての外側ドラム部材４１は実質的に密閉状態にある。制御部４４は、日射による影響が強くなると、内側ドラム部材４２を反時計廻りに９０度回転させて、図７（ｂ）に示すように、外側ドラム部材４１の第２開口部４１ｂを閉じたまま第１開口部４１ａだけを開ける。
【００３７】
図７（ｂ）に示す使用開始状態（図６（ｃ）の第２状態に対応）では、回収部としての外側ドラム部材４１と内側空間１２との間だけが連通し、外側ドラム部材４１と室外との間は連通していない。その結果、日射により内側空間１２で発生した高温空気は上昇気流となり、開いた状態の第１開口部４１ａを介して外側ドラム部材４１の中へ流入する。ただし、第２開口部４１ｂは閉じられているので、外側ドラム部材４１の中へ流入した高温空気は室外へ流出することなく、外側ドラム部材４１の内側の気温は高温空気の回収につれて上昇する。高温空気の回収に伴う気温の上昇は、温度センサ４３によって検知される。
【００３８】
図７（ｂ）に示す状態を維持すると、やがて、図７（ｃ）に示すように、外側ドラム部材４１の内側に十分な高温空気が回収された状態になる。制御部４４は、外側ドラム部材４１への高温空気の十分な回収を検知した温度センサ４３の出力に基づいて、内側ドラム部材４２を反時計廻りに６０度回転させて、図７（ｄ）に示すように、外側ドラム部材４１の第１開口部４１ａを閉じるとともに第２開口部４１ｂを開ける。こうして、外側ドラム部材４１の内側に回収された高温空気は、内側空間１２へ戻ることなく、室外へ確実に排出される。高温空気の排出に伴う気温の下降は、温度センサ４３によって検知される。
【００３９】
日射が比較的弱い冬期や中間期などには、制御部４４は、外側ドラム部材４１からの高温空気の十分な排出を検知した温度センサ４３の出力に基づいて、内側ドラム部材４２を時計廻りに１５０度回転させて、外側ドラム部材４１の第１開口部４１ａおよび第２開口部４１ｂをともに閉じて、図７（ａ）に示す不使用状態に戻す。あるいは、日射が比較的強い夏期や中間期などには、外側ドラム部材４１からの高温空気の十分な排出を検知した温度センサ３４の出力に基づいて、内側ドラム部材４２を時計廻りに６０度回転させて、外側ドラム部材４１の第１開口部４１ａを開くとともに第２開口部４１ｂを閉じて、図７（ｂ）に示す使用開始状態へ戻し、外側ドラム部材４１の内側への高温空気の回収を再開する。
【００４０】
このように、図５の第２変形例においても、図１の実施形態および図３の変形例の場合と同様に、強制換気を採用しない簡素な構成にしたがって、日射により内側空間１２で発生する高温空気を自然回収し且つ室外へ自然排出することができる。すなわち、第２変形例においても、回収排出機構３Ａの作用により熱的性能が向上し、日射や外気の温度などの室内側への影響を小さく抑えることができるので、空調負荷が低減され、ひいては省エネルギーを図ることができる。
【００４１】
特に、第２変形例では、図１の実施形態および図３の変形例の場合とは異なり、外側ドラム部材４１が内側空間１２および室外の双方に連通した状態にならないように回転可能な角度範囲が機械的に制限されているので、停電や制御部４４の誤作動などにより外側ドラム部材４１が内側空間１２および室外の双方に連通した状態になる可能性はなく、外側ドラム部材４１の中へ一旦流入した高温空気が外気の影響により内側空間１２（ひいては室内側）へ逆流するのを確実に防止することができる。
【００４２】
なお、図５の第２変形例では、制御部４４が温度センサ４３の出力に基づいて内側ドラム部材４２を回転させることにより外側ドラム部材４１の第１開口部４１ａおよび第２開口部４１ｂの開閉を制御している。しかしながら、これに限定されることなく、本発明の範囲内において内側ドラム部材４２の回転による外側ドラム部材４１の第１開口部４１ａおよび第２開口部４１ｂの開閉を手動で行う態様も可能である。この場合も、外側ドラム部材４１の回転可能な角度範囲が機械的に制限されているので、操作ミスなどにより外側ドラム部材４１が内側空間１２および室外の双方に連通した状態になる可能性はなく、外側ドラム部材４１の中へ一旦流入した高温空気が外気の影響により内側空間１２（ひいては室内側）へ逆流するのを確実に防止することができる。
【００４３】
また、図５の第２変形例では、外側ドラム部材４１の第１開口部４１ａおよび第２開口部４１ｂに応じた２つの開口部４２ａおよび４２ｂが、内側ドラム部材４２に設けられている。しかしながら、これに限定されることなく、外側ドラム部材および内側ドラム部材の具体的な構成、例えば外側ドラム部材の開口部の配置、内側ドラム部材の開口部の数および配置などについては様々な形態が可能である。
【００４４】
ところで、例えば中間期の朝や夜には、室外における空気（外気）が室内における空気よりも冷たい。したがって、内側空間の下側において室外から室内へ冷気を取り入れ且つ内側空間の上側において室内から室外へ空気を排出することにより自然換気を行うことが効率的である。そこで、図８に示す第３変形例では、図１の実施形態の構成において、内側空間１２の下端に設けられて内側空間１２と室外との間を選択的に連通状態にする第３シャッター部材３７を付設している。第３シャッター部材３７の開閉は、制御部３５により制御される。
【００４５】
第３変形例にかかる回収排出機構３Ｂでは、例えば中間期の朝や夜に、制御部３５は第１シャッター部材３２、第２シャッター部材３３および第３シャッター部材３７を同時に開ける。その結果、室外から第３シャッター部材３７を介して内側空間１２の下側へ新鮮な冷気が自然に取り入れられるとともに、室内から第１シャッター部材３２および第２シャッター部材３３を介して室外へ空気が自然に排出される。内側空間１２の下端に設けられた第３シャッター部材３７を利用する自然換気は、ペリメータの温熱環境および省エネルギーの観点において効率的である。
【００４６】
内側空間１２の下端に付設された第３シャッター部材を利用して自然換気を行う手法は、図３の変形例および図５の第２変形例に対しても同様に適用可能である。ただし、図５の第２変形例に対して上述の自然換気の手法を適用する場合には、内側ドラム部材４２の回転角度範囲の機械的な制限を解除して、外側ドラム部材４１が内側空間１２および室外の双方に連通した第４状態も実現可能に構成する必要がある。
【００４７】
なお、図１の実施形態、図３の変形例、および図８の第３変形例では、シャッター部材３２，３３，３７として、回転する複数枚の羽根部材を有する通常のダンパ式のシャッター部材を用いる例が図示されている。しかしながら、これに限定されることなく、シャッター部材の具体的な構成については様々な形態が可能である。例えば、スライドする複数枚の羽根部材を有するスライドダンパ式のシャッター部材、揺動する１枚のプレート部材を有する排煙窓式のシャッター部材、外側ドラム部材および内側ドラム部材を有する二重ドラム構造のシャッター部材などを用いることもできる。
【００４８】
また、上述の説明では、回収部３１または回収部としての外側ドラム部材４１への高温空気の回収を検知する検知部として、温度センサ３４または４３を用いている。しかしながら、これに限定されることなく、例えば圧力センサのような検知部を用いて回収部への高温空気の回収を検知しても良い。
【００４９】
また、上述の説明では、窓ガラス１から間隔を隔てて室内側に設置される日射遮蔽装置としてブラインド２を用いている。しかしながら、これに限定されることなく、例えばロールスクリーンのような日射遮蔽装置を用いる窓システムに対しても同様に本発明を適用することができる。
【００５０】
また、上述の説明では、シングルスキン構造の窓システムに対して本発明を適用している。しかしながら、これに限定されることなく、例えばダブルスキン構造の窓システムに対しても同様に本発明を適用することができる。
【符号の説明】
【００５１】
１ 窓ガラス
２ ブラインド（日射遮蔽装置）
３，３Ａ，３Ｂ 回収排出機構
３１ 回収部
３２，３３，３７ シャッター部材
３４，４３ 温度センサ
３５，４４ 制御部
３６ 垂下壁部
４１ 外側ドラム部材
４２ 内側ドラム部材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
日射により窓ガラスと室内側の日射遮蔽装置との間の内側空間で発生する高温空気を回収して室外へ排出する回収排出機構であって、
前記内側空間の上端に設けられて前記高温空気を一時的に回収するための実質的に密閉可能な回収部と、
前記内側空間と前記回収部との間を選択的に連通状態にする第１シャッター部材と、
前記回収部と前記室外との間を選択的に連通状態にする第２シャッター部材とを備えていることを特徴とする回収排出機構。
【請求項２】
前記回収部の内側に設けられて、前記回収部への高温空気の回収を検知する検知部と、該検知部の出力に基づいて前記第１シャッター部材および前記第２シャッター部材の開閉を制御する制御部とを備えていることを特徴とする請求項１に記載の回収排出機構。
【請求項３】
前記検知部は、温度センサを有することを特徴とする請求項２に記載の回収排出機構。
【請求項４】
前記制御部は、インターロック方式にしたがって前記第１シャッター部材および前記第２シャッター部材の開閉を制御することを特徴とする請求項２または３に記載の回収排出機構。
【請求項５】
前記第１シャッター部材および前記第２シャッター部材のうちの少なくとも一方は、ロードロック式のシャッター部材であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の回収排出機構。
【請求項６】
窓ガラスから間隔を隔てた位置において前記回収部から下方に延びる垂下壁部を備えていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の回収排出機構。
【請求項７】
前記回収部は長方形状の断面を有し、前記垂下壁部は前記断面の長方形の一辺に沿って鉛直方向に延びていることを特徴とする請求項６に記載の回収排出機構。
【請求項８】
前記垂下壁部は、高断熱性の部材により形成されていることを特徴とする請求項６または７に記載の回収排出機構。
【請求項９】
前記垂下壁部は、前記回収部と一体的に形成されていることを特徴とする請求項６乃至８のいずれか１項に記載の回収排出機構。
【請求項１０】
前記回収部は、前記内側空間に開口した第１開口部および前記室外に開口した第２開口部が設けられた円筒状の断面を有する外側ドラム部材を有し、
前記第１シャッター部材および前記第２シャッター部材は、前記外側ドラム部材に内接しつつ回転可能なドラム部材であって、前記第１開口部および前記第２開口部に応じた複数の開口部が設けられた円筒状の断面を有する内側ドラム部材を有し、
前記内側ドラム部材は、前記回収部が前記内側空間および前記室外に連通しない第１状態と、前記回収部が前記内側空間だけに連通した第２状態と、前記回収部が前記室外だけに連通した第３状態との間で切り換え可能に構成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の回収排出機構。
【請求項１１】
前記内側ドラム部材は、前記第１状態と前記第２状態と前記第３状態との間の切り換えに際して前記回収部が前記内側空間および前記室外の双方に連通した第４状態にならないように、回転可能な角度範囲が制限されていることを特徴とする請求項１０に記載の回収排出機構。
【請求項１２】
前記内側空間の下端に設けられて前記内側空間と前記室外との間を選択的に連通状態にする第３シャッター部材をさらに備えていることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の回収排出機構。
【請求項１３】
前記回収部は、高断熱性の部材により形成されていることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の回収排出機構。
【請求項１４】
日射により窓ガラスと室内側の日射遮蔽装置との間の内側空間で発生する高温空気を回収して室外へ排出する請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の回収排出機構を備えていることを特徴とする窓システム。
【請求項１５】
前記日射遮蔽装置は、ブラインドまたはロールスクリーンであることを特徴とする請求項１４に記載の窓システム。
【請求項１】
日射により窓ガラスと室内側の日射遮蔽装置との間の内側空間で発生する高温空気を回収して室外へ排出する回収排出機構であって、
前記内側空間の上端に設けられて前記高温空気を一時的に回収するための実質的に密閉可能な回収部と、
前記内側空間と前記回収部との間を選択的に連通状態にする第１シャッター部材と、
前記回収部と前記室外との間を選択的に連通状態にする第２シャッター部材とを備えていることを特徴とする回収排出機構。
【請求項２】
前記回収部の内側に設けられて、前記回収部への高温空気の回収を検知する検知部と、該検知部の出力に基づいて前記第１シャッター部材および前記第２シャッター部材の開閉を制御する制御部とを備えていることを特徴とする請求項１に記載の回収排出機構。
【請求項３】
前記検知部は、温度センサを有することを特徴とする請求項２に記載の回収排出機構。
【請求項４】
前記制御部は、インターロック方式にしたがって前記第１シャッター部材および前記第２シャッター部材の開閉を制御することを特徴とする請求項２または３に記載の回収排出機構。
【請求項５】
前記第１シャッター部材および前記第２シャッター部材のうちの少なくとも一方は、ロードロック式のシャッター部材であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の回収排出機構。
【請求項６】
窓ガラスから間隔を隔てた位置において前記回収部から下方に延びる垂下壁部を備えていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の回収排出機構。
【請求項７】
前記回収部は長方形状の断面を有し、前記垂下壁部は前記断面の長方形の一辺に沿って鉛直方向に延びていることを特徴とする請求項６に記載の回収排出機構。
【請求項８】
前記垂下壁部は、高断熱性の部材により形成されていることを特徴とする請求項６または７に記載の回収排出機構。
【請求項９】
前記垂下壁部は、前記回収部と一体的に形成されていることを特徴とする請求項６乃至８のいずれか１項に記載の回収排出機構。
【請求項１０】
前記回収部は、前記内側空間に開口した第１開口部および前記室外に開口した第２開口部が設けられた円筒状の断面を有する外側ドラム部材を有し、
前記第１シャッター部材および前記第２シャッター部材は、前記外側ドラム部材に内接しつつ回転可能なドラム部材であって、前記第１開口部および前記第２開口部に応じた複数の開口部が設けられた円筒状の断面を有する内側ドラム部材を有し、
前記内側ドラム部材は、前記回収部が前記内側空間および前記室外に連通しない第１状態と、前記回収部が前記内側空間だけに連通した第２状態と、前記回収部が前記室外だけに連通した第３状態との間で切り換え可能に構成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の回収排出機構。
【請求項１１】
前記内側ドラム部材は、前記第１状態と前記第２状態と前記第３状態との間の切り換えに際して前記回収部が前記内側空間および前記室外の双方に連通した第４状態にならないように、回転可能な角度範囲が制限されていることを特徴とする請求項１０に記載の回収排出機構。
【請求項１２】
前記内側空間の下端に設けられて前記内側空間と前記室外との間を選択的に連通状態にする第３シャッター部材をさらに備えていることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の回収排出機構。
【請求項１３】
前記回収部は、高断熱性の部材により形成されていることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の回収排出機構。
【請求項１４】
日射により窓ガラスと室内側の日射遮蔽装置との間の内側空間で発生する高温空気を回収して室外へ排出する請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の回収排出機構を備えていることを特徴とする窓システム。
【請求項１５】
前記日射遮蔽装置は、ブラインドまたはロールスクリーンであることを特徴とする請求項１４に記載の窓システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１３−９２０３９（Ｐ２０１３−９２０３９Ａ）
【公開日】平成２５年５月１６日（２０１３．５．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−２１３３４７（Ｐ２０１２−２１３３４７）
【出願日】平成２４年９月２７日（２０１２．９．２７）
【出願人】（００００００５４９）株式会社大林組 (1,758)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月１６日（２０１３．５．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年９月２７日（２０１２．９．２７）
【出願人】（００００００５４９）株式会社大林組 (1,758)
【Ｆターム（参考）】
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