专利名称：内空心铝窗压力平衡排水系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种内空心铝窗压力平衡排水系统，特别是针对铝窗的排水结构，提供一种利用铝窗内、外压力平衡原理，以达到平衡排水的目的的排水系统。
背景技术：
铝窗在现代化建筑物中早已成为不可或缺的主要建筑构件之一，然而在实际的应用上，传统的铝窗仍面临着一些无法克服的课题，包括气密性与水密性无法兼顾，以及排水性不佳且无法有效抵抗强风压力所造成的溅溢、渗水等问题，此如一般单腔式铝窗或者阶梯式铝窗的设计，该传统铝窗通常具有内进水却无外排水设计，且皆因在设计上并未考虑风压影响，导致积水容易集中于窗户轨沟的集水区而在风雨增强后的极短时间内造成溅溢、渗水等现象。因此，在目前众多衍生、改良的铝窗结构中，有关铝窗排水结构遂成为时下铝窗的设计重点；然而，观及该改良型的铝窗设计，无非采取防堵或导流的概念，企图使雨水不致渗入或将渗入的雨水经导引后排流于室外；惟，因移动式窗户的缝隙并无法完全阻挡因风压所造成的雨水渗入，如采防堵方式设计，必然使雨水经由其缝隙而渗入室内或被强力的风压吹溅入室内，而如采导流方式设计，亦必同时牺牲铝窗的气密性，造成水密与气密无法兼顾的问题，况且如采导流方式的设计，在风雨较大时，因风压的阻挡往往无法快速有效地排出大部份的积水，导致窗轨容易急速积水，受强力风压持续影响而造成溅溢、渗水现象。在中国TW已核准的若干专利前案中，即不乏有各种铝窗的排水结构设计，其中如公告第553302号、第M 251012号、第M观9171号以及第M 303969号等专利前案，皆属一种平面阶梯式排水设计，主要利用一种排水器或排水缓冲块嵌装于铝窗下横料外轨板上的排水孔，藉以将积存在窗户轨沟上的雨水经该排水器或排水缓冲块内适当的导流构造，最后再由外轨板上的排水孔排出于室外；藉此设计，并可防止室外强风经由排水孔直接吹入而将轨沟上的积水吹溅入室内。惟，所述专利前案的设计，当室外强风增强时，强力的风压将阻迫排水孔的排水，且当风压持续加强而大于排水压力时，强风仍会经由排水孔以及排水器或排水缓冲块上的导沟缝隙贯入，而在极短时间内将积存于轨沟上的积水吹溅入室内。 因此，虽然习知前案排水器或排水缓冲器可减缓部份的风压，然而，却无法改变因强风阻塞排水的缺点，以及风压过大而造成轨沟集水区渗水的困扰。此外，又如公告第M观2027号及M观5609号的专利前案，则在一种平面阶梯式铝窗的外轨板上，设置有可枢转的活动叶片，配合下横料导水斜板设计，使积存在轨沟上的雨水因重力作用而经由该活动式叶片排出于室外。然而，上述设计虽然利用活动式叶片封闭于下横料的排水孔，以阻挡强风的逆吹，惟因室外强风的风压并非为恒定的压力，因此当风压降低时，则活动式叶片仍形成间隙而为瞬间提升的阵风趁隙吹入将积存于窗户轨沟的积水吹溅入室内；此外，当风压持续增强时，阻挡使活动式叶片封闭于排水孔，则将使轨沟内积水持续增加，一旦强风贯入轨沟，势将导致大量的积水被吹渗入室内，造成更大的漏水损害。
另于美国既准的专利前案中，例如发明专利号第5，890，331号，即为有关一种于位于门上的一种窗户，又或者如各类型单体或双扇轴开式或横拉式等的窗户设计，其中在窗户下横料位置设有支撑框座，并于座内设有导流渠道，且渠道内埋设有导流管，藉以将雨水经由该渠道内斜向设置的导流管而导流排放于室外。然而，此习知美国专利前案，相同地，当风雨增强时，强风仍易自外露的导流管处逆向吹入，造成积存于窗框上或沟轨上的雨水产生溅溢，进而渗入室内造成漏水。为了解决现有铝窗一直以来所存在排水性不佳，避免雨水因风压影响造成渗漏等问题，同时兼顾铝窗所需求的气密及水密性，因此需要一种全新设计，以期有效的解决铝窗最为基本却难有突破性解决方案的困扰。
发明内容
鉴于上述的发明背景中所记述现存技术的不足，为了符合产业利益的需求，本发明的目的在于提供一种内空心铝窗压力平衡排水系统，其突破现有技术多采用防堵或导流排放的概念，透过利用导入下横料空心腔室内的雨水与外部的强风压力间所形成的压力变化，以减缓所贯入的风压，同时形成平衡排水作用，将雨水得以有效地排出于室外；除此以外，并因导引入腔室内的雨水阻隔了室外空气经由腔室进入室内，因此除了确保了铝窗的水密性之外亦同时保有铝窗气密的功能，使铝窗的气密与水密得以兼顾，而此为现有技术中所难以克服的盲点。为实现上述目的，本发明公开了一种内空心铝窗压力平衡排水系统，包含一铝窗的下横料，该下横料为内空心式设计，其上除了设有提供窗扇滑行的内、外窗轨外，其特征在于该下横料的空心腔室内间隔设有多个相互贯连的储水腔室，从而构成由内向外且交错流向的排水渠道；在下横料的框体与窗轨之间形成集水区的轨沟，轨沟内设有导水孔以将雨水导流入储水腔室；在最后的储水腔室的室外侧设有排水孔，以使前述各腔室所构成的排水渠道内所流经的雨水经由该排水孔排出于室外；由此利用导入下横料空心腔室内的雨水与外部的强风压力间所形成的压力变化， 以减缓所贯入的风压，同时形成平衡排水作用，将雨水得以有效地排出于室外。其中，该多个储水腔室为三个互为贯连的储水腔室，由一横隔板及一直立隔板以横T形组合间隔形成，且横隔板为一由室外侧朝室内侧倾斜的斜板，其所间隔的上半部形成第一储水腔室，与位于右侧的第二储水腔室之间设有贯孔相互贯通；另横隔板间隔的下半部则为最后的储水腔室，其与位于右侧的第二储水腔室之间亦设有贯孔相互贯通；位于前述空心腔室底部的底板呈由室内侧朝室外侧倾斜的型态，而由前述三储水腔室组成由内向外的排水渠道；藉由上述三个储水腔室所构成具交错流向的排水渠道，使导流入储水腔室的雨水得经由该排水渠道排出于室外。其中，在下横料的框体与其上的窗轨之间的轨沟的底板为一斜板，以导引积水由室内侧流向室外侧，且在轨沟之间设有贯孔，以提供积水由位在室内侧较高位的轨沟流向位在室外侧较低位的轨沟。
其中，储水腔室内储水空间的整体容积压力大于室外侧的风压，亦即当室外侧风压与储水腔室的储水水压等压平衡时，则储水液面与导水孔的垂直距离需维持适当的距离，以提供液面浮动的水位高度距离，同时避免储水之溢出导水孔。其中，在最后的储水腔室室外侧的排水孔位置或者其他储水腔室间的贯孔位置， 设置有具逆止作用的排水活叶，从而使储水腔室内的储水经由该排水活叶单向排出，但室外侧强风则受逆止排水活叶影响，不易贯入储水腔室，以减缓储水腔室的风压阻力。通过上述结构，本发明将铝窗下横料的内空心腔室设为多个相互贯连的储水腔室，多腔室之间并形成一交错流向的排水渠道并以贯孔加以连通；另于铝窗的轨沟上设有导水孔将雨水集中依序导入前述的储水腔室，且在最后储水腔室的室外侧设有排水孔，以将腔室内的雨水排出于室外。由于本发明利用多个储水腔室而构成长距离且交错的排水渠道，使经由室外排水孔逆向贯入腔室内的强风压力透过内部腔室左右交错的流向及转折后，因距离增加而获得减缓，并因而延迟了对轨沟内导水孔的压力，使轨沟内雨水得以集中导入各个储水腔室。当风雨增强时，位于最后的储水腔室的排水孔受风压阻挡将无法开启排水，然而，由于本发明内部多个储水腔室所形成交错排水流向设计，减缓了入内的风量与风压，因此不影响窗户轨沟内导水孔的持续导流雨水入各个储水腔室，当风雨持续而导入的雨水到达一定量后，腔室内的水压即形成对抗室外侧强风的反作用力，进而使两侧压力平衡，将阻挡强风继续贯入腔室，因而避免因强风吹溅轨沟的积水而渗入室内，并达到隔绝室外空气的气密效果；如轨沟内的雨水持续导流入各个腔室内，使腔室内水压大于室外侧风压时，则腔室内即形成负压，基于流体由高压流向低压的原理，使腔室内储水经由排水孔而排出于室外，及至水压与风压回复等压平衡时为止，因此达到本发明平衡排水的目的。有关前述空心铝窗内储水腔室的数量与容积，以及储水腔室所形成的排水渠道距离均可透过精确的计算，并模拟进水量与室外强阵风的压力关系而获得，因此本发明可透过事先的计算与评估而适用于各种不同地区、楼高或者各种天候状况的需求，能有效解决铝窗渗水与排水的基础问题。另外，本发明亦可在储水腔室间的贯孔与室外侧的排水孔上设置具逆止作用的排水活叶，用以减缓由排水孔逆向贯入腔室的风压而提高铝窗的气密性。
图1为本发明内空心铝窗压力平衡排水系统的立体图；图2为本发明内空心铝窗压力平衡排水系统的剖视图；图3为本发明内空心铝窗压力平衡排水系统的剖视储水示意图；图4为本发明内空心铝窗压力平衡排水系统排水口加装排水活叶剖视图；以及图5为本发明内空心铝窗压力平衡排水系统模拟测试条件座标图。
具体实施例方式本发明在此所探讨的方向为一种内空心铝窗的排水系统，尤指一种利用压力平衡关系而达到平衡排水的结构安排。为了能彻底地了解本发明，将在下列的描述中提出详尽的步骤及其组成。显然地，本发明的施行并未限定于熟悉此技艺者所熟习的特殊细节。另一方面，众所周知的组成或步骤并未描述于细节中，以避免造成本发明不必要的限制。本发
5明的较佳实施例会详细描述如下，然而除了这些详细描述之外，本发明还可以广泛地施行在其他的实施例中，且本发明的范围不受限定，其以之后的专利范围为准。请同时参阅图1及图2所示，为本发明所提供的内空心铝窗压力平衡排水系统的立体图及剖视图。本发明包含一铝窗的下横料1，该下横料1为内空心式设计，其上除了设有提供窗扇滑行的内、外窗轨11、12外，该下横料1的空心腔室则间隔成多个相互贯连的储水腔室。为便于说明起见，本发明以三个互为贯连的储水腔室2、3、4做为本发明的一较佳实施例，但并不因此而限制本发明的范围；如图所示，其中位于下横料1空心腔室内的三个储水腔室2、3、4由一横隔板20及一直立隔板30以横T形组合间隔形成，且横隔板20为一由室外侧朝室内侧倾斜的斜板，其所间隔的上半部形成第一储水腔室2，与位于右侧的第二储水腔室3之间设有贯孔5相互贯通；另横隔板20所间隔的下半部则为最后储水腔室4， 其与位于右侧的第二储水腔室3之间亦设有贯孔6相互贯通；至于位于前述空心腔室底部的底板40，亦设计呈由室内侧朝室外侧倾斜的型态，而由前述三储水腔室2、3、4组成由内向外的排水渠道；藉由上述三个储水腔室2、3、4所构成具交错流向的排水渠道，使导流入储水腔室2、3、4的雨水得经由该排水渠道排出于室外。另外，在下横料1的框体与其上的窗轨11、12之间形成集水区的轨沟13、14，该轨沟13、14的底板为一斜板设计，以导引积水由室内侧流向室外侧，且在轨沟13、14之间亦设有贯孔15，以提供积水由位在室内侧较高位的轨沟14流向位在室外侧较低位的轨沟13 ；此外，则在该铝窗较低位的轨沟13上设有导水孔7以将集水区内雨水集中导流入储水腔室2、3、4，而由于所述相互贯连的储水腔室 2、3、4之间构成一交错流向的排水渠道，其间并以贯孔5、6加以连通，使前述经由导水孔7 导入的雨水得以依序导流入由各个储水腔室2、3、4所构成的排水渠道。另在最后的储水腔室4的室外侧则设有排水孔8，以提供前述各个腔室所构成的排水渠道内所流经的雨水经由该排水孔8排出于室外。如图2及图3所示，由于本发明利用多个储水腔室2、3、4所构成的长距离排水渠道，使经由室外排水孔8逆向贯入腔室内的强风压力(如实线箭头所示)透过内部腔室左右交错的流向及转折后，因距离增加而获得减缓，并延迟对轨沟13、14内导水孔7的压力， 使因风雨流至轨沟13、14集水区内的积水得以集中经由该导水孔7向下依序导流入各个储水腔室2、3、4内(如虚线箭头所示)。当风雨增强时，位于最后的储水腔室4的排水孔 8受风压F 1阻挡而无法开启排水，然而，由于本发明内部三个储水腔室2、3、4所形成交错排水渠道设计，减缓了入内的风量与风压，而不影响窗户轨沟13内导水孔7的持续导流雨水入各个储水腔室2、3、4内，当风雨持续且所导入储水腔室2、3、4内的雨水到达一定水量后，储存于腔室2、3、4内的水压F 2即形成相对于室外侧强风压力F 1的抵抗压力(如图 3所示)，而使两侧形成压力平衡，将阻挡强风的继续贯入储水腔室2、3、4，除可避免因强风吹溅轨沟13、14的积水而渗入室内，同时并可达到隔绝室外空气的气密效果，因而使气密与水密得以兼顾。如轨沟13、14内的雨水持续导流入各个储水腔室2、3、4内，使腔室2、3、 4内水压大于室外侧风压时，使腔室2、3、4内形成负压，因水压F2大于封闭排水孔8侧的风压Fl造成的压力失衡，基于流体由高压流向低压的原理，因而使腔室2、3、4内的储水得以经由排水孔8排出于室外，及至水压F2与风压Fl再次回复为等压平衡状态时为止。因此，位于储水腔室2、3、4内的水压F2，其相对于室外侧风压Fl而维持一定的压力以确保两侧的压力平衡，进而达到平衡排水的目的；相同地，当风雨停止时，室外风压Fl为零时，则位于储水腔室2、3、4内的储水即会流向压力较低的室外侧，而完全经由排水孔8排出于室外。再者，如图3所示，有关前述内空心铝窗储水腔室2、3、4的数量与容积，以及储水腔室2、3、4所形成的排水渠道距离均可透过精确的计算方式，模拟进水量与室外强阵风的风压关系而获得，因此使本发明可适用于各种不同的地区、楼高或者各种不同的天候状况的需求，有效解决铝窗渗水与排水的基础问题。为避免经由导水孔7导流入储水腔室2、3、 4的雨水不致溢流至轨沟13、14的集水区，在设计上，储水腔室2、3、4内储水空间的整体容积压力，需大于室外侧的风雨压力，亦即当室外的侧风压Fl与储水腔室2、3、4的储水水压 F2等压平衡时，则储水液面与导水孔7的垂直距离h(如图3所示)必需维持适当的距离， 以提供液面浮动的水位高度距离，同时避免储水溢出导水孔7。请再参看图4所示，为了减缓室外侧强风由排水孔8的逆向贯入储水腔室2、3、4 的风压，同时确保平时铝窗的气密性，本发明另在最后的储水腔室4室外侧的排水孔8位置，或者其他储水腔室2、3间的贯孔5、6位置，设置有一具逆止作用的排水活叶9，亦即可使储水腔室2、3、4内的储水可经由该排水活叶9单向排出，但室外侧强风则受逆止排水活叶 9影响，较不易贯入储水腔室2、3、4，以减缓储水腔室2、3、4的风压阻力，使轨沟13、14得以顺利导流入各储水腔室2、3、4，提高铝窗的气密性。以下为本发明实际在实验室中模拟室外强阵风所进行排水性测试结果1、测试条件中国国家标准(CNS)最高水密等级风压250pa 750pa kg f/m2 ；风力8 12 级强风；阵风频率4秒；水量4L/min ；排水孔压力25. 5 76. 53kg f/m2。(如图5所示模拟阵风循环座标图)2、受测铝窗规格1200X1200内空心下横料平均深度39m/m ；排水孔5X^m/m ；净水压力深度(H) X密度 (D) (39m/mXl = 39kg f/m2)3、测试结果经测试当储水腔室2、3、4内导入的储水量达到4. 66L时，室外侧风压与储水腔室 2、3、4内水压即可达到等压平衡，并使下横料内侧不溅水、溢出。且经测试约有35%的测试时间排水孔8均为开启排水，且排水量大于进水量。实际新型设计经测试计算净水压力达到51kg f/m2，储水腔室2、3、4的排水量及进水量在39kg f/m2达到平衡。新型进水压力远大于平衡值39kg f/m2表示可耐更高级的强水强雨下达排水目的，经计算可在1178. 5pa风压下约10 14阵风以上。由以上的测试可知，本发明在我国中国国家标准CNS最高等级强阵风的测试条件下，经精确计算后选用特定的内空心铝窗下横料规格，亦即特定的储水腔室进水深度(容积)，使本发明在强阵风的风压下，仍可正常排水，且其排水量远大于进水量，使该下横料不会产生积水并受风压影响吹溅入室内造成渗水情形，足证本发明确能符合实际产业上的需求。显然地，依照上面实施例中的描述，本发明可能有许多的修正与差异。因此需要在其附属的申请专利范围权利要求加以理解，除了上述详细的描述外，本发明还可以广泛地在其他的实施例中施行。上述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用以限定本发明的申请专利范围；凡其它未脱离本发明所揭示的精神下所完成的等效改变或修饰，均应包含在下述申请专利范围内。
权利要求
1.一种内空心铝窗压力平衡排水系统，包含一铝窗的下横料，该下横料为内空心式设计，其上除了设有提供窗扇滑行的内、外窗轨外，其特征在于该下横料的空心腔室内间隔设有多个相互贯连的储水腔室，从而构成由内向外且交错流向的排水渠道；在下横料的框体与窗轨之间形成集水区的轨沟，轨沟内设有导水孔以将雨水导流入储水腔室；在最后的储水腔室的室外侧设有排水孔，以使前述各腔室所构成的排水渠道内所流经的雨水经由该排水孔排出于室外；由此利用导入下横料空心腔室内的雨水与外部的强风压力间所形成的压力变化，以减缓所贯入的风压，同时形成平衡排水作用，将雨水得以有效地排出于室外。
2.如权利要求1所述内空心铝窗压力平衡排水系统，其特征在于，该多个储水腔室为三个互为贯连的储水腔室，由一横隔板及一直立隔板以横T形组合间隔形成，且横隔板为一由室外侧朝室内侧倾斜的斜板，其所间隔的上半部形成第一储水腔室，与位于右侧的第二储水腔室之间设有贯孔相互贯通；另横隔板间隔的下半部则为最后的储水腔室，其与位于右侧的第二储水腔室之间亦设有贯孔相互贯通；位于前述空心腔室底部的底板呈由室内侧朝室外侧倾斜的型态，而由前述三储水腔室组成由内向外的排水渠道；藉由上述三个储水腔室所构成具交错流向的排水渠道，使导流入储水腔室的雨水得经由该排水渠道排出于室外。
3.如权利要求1所述内空心铝窗压力平衡排水系统，其特征在于，在下横料的框体与其上的窗轨之间的轨沟的底板为一斜板，以导引积水由室内侧流向室外侧，且在轨沟之间设有贯孔，以提供积水由位在室内侧较高位的轨沟流向位在室外侧较低位的轨沟。
4.如权利要求1所述内空心铝窗压力平衡排水系统，其特征在于，储水腔室内储水空间的整体容积压力大于室外侧的风压，亦即当室外侧风压与储水腔室的储水水压等压平衡时，则储水液面与导水孔的垂直距离需维持适当的距离，以提供液面浮动的水位高度距离， 同时避免储水之溢出导水孔。
5.如权利要求1所述内空心铝窗压力平衡排水系统，其特征在于，在最后的储水腔室室外侧的排水孔位置或者其他储水腔室间的贯孔位置，设置有具逆止作用的排水活叶，从而使储水腔室内的储水经由该排水活叶单向排出，但室外侧强风则受逆止排水活叶影响， 不易贯入储水腔室，以减缓储水腔室的风压阻力。
全文摘要
本发明提供一种内空心铝窗压力平衡排水系统，主要利用铝窗下横料的内空心腔室设为由多个相互贯通的储水腔室组成，并形成一交错流向的排水渠道；另于铝窗轨沟上设有导水孔以将雨水集中依序导入各储水腔室，且在最后储水腔室的室外侧设有排水孔，以将腔室内的雨水排出于室外。由于该多个储水腔室构成长距离且交错的排水渠道，使经由排水孔室外逆向贯入腔室内的风压获得减缓，使轨沟内积水得以导流入储水腔室，并藉由铝窗内、外压力的变化而达到平衡排水的目的，同时兼顾铝窗的气密与水密性。另于本发明储水腔室间的贯孔与室外侧排水孔上设逆止排水活叶，从而减缓所贯入的风压而提高铝窗的气密性。
文档编号E06B7/14GK102278048SQ20101019421
公开日2011年12月14日 申请日期2010年6月8日 优先权日2010年6月8日
发明者王恒男 申请人:毅鑫实业股份有限公司