Стеклопакет (варианты) и его применение

Изобретение относится к области строительства, а именно к конструкциям стеклопакетов. Изобретение позволит получить состав продувочного газа, необходимый для управления слоем с регулируемым светопропусканием. Стеклопакет содержит, по крайней мере, два слоя стекла с вентилируемым зазором, в котором на внутренней поверхности, по крайней мере, одного из стекол предусмотрен слой с регулируемым светопропусканием. Зазор сообщен с трубопроводной системой для подачи продувочного газа, состоящего, по крайней мере, из двух компонентов. Трубопроводная система соединена со смесительным устройством, посредством которого при необходимости можно регулировать состав продувочного газа. 3 н. и 14 з.п. ф-лы, 7 ил.

 

Изобретение относится к стеклопакету, содержащему по крайней мере два слоя стекла с вентилируемым зазором, в котором по крайней мере в одном стекле предусмотрен слой с регулируемым светопропусканием.

Остекление самолетов с внутренней вентиляцией известно из патента GB 640554. Это остекление состоит из двух стекол (листов стекла или пластика), установленных на некотором расстоянии друг от друга. Получаемый зазор продувается осушенным воздухом, так что двойное остекление остается прозрачным при всех температурных условиях, встречающихся в процессе эксплуатации.

Из патента ЕР 0338876 В1 известно электрохромное остекление с переменной прозрачностью, которое состоит из двух оконных стекол, покрытых внутри слоем электрохромного материала. Однако данное остекление не имеет вентилируемого зазора.

Электрохромные покрытия для оконных стекол были известны довольно давно. Одним из примеров может быть слой на оконном стекле, описанный в патенте US 4350414. При этом отсутствуют какие-либо другие свидетельства в отношении создания остекления по крайней мере с двумя слоями стекла, у которого можно было бы регулировать светопропускание.

Целью данного изобретения является использование простых средств для усовершенствования образования газа, продуваемого через зазор между двумя оконными стеклами стеклопакета таким образом, чтобы получить состав продувочного газа, необходимый для управления слоем с регулируемым светопропусканием.

Данная цель достигается простым способом за счет соединения зазора с подающей линией продувочного газа, которая также соединяется со смесительным устройством, которое может быть использовано для регулирования в случае необходимости состава продувочного газа. Продувочный газ при этом состоит по крайней мере из двух компонентов.

Одним из этих компонентов является воздух, к которому добавляется некоторое количество водорода или кислорода, или же водорода вместе с кислородом. Особенно выгодно, если требуемые количества водорода и кислорода вырабатываются в конструкции, являющейся частью устройства, в котором используется остекление. Данное устройство обычно является автомобилем или самолетом, имеющим собственную систему выработки кислорода.

В качестве соответствующей вырабатывающей кислород системы особенно удобен электролизный элемент. В нем удобно регулировать выделение по крайней мере одного из двух газообразных компонентов (водорода и кислорода), вырабатываемых электролизным элементом.

Очень полезно встроить либо в линию подачи воздуха в смесительное устройство, либо в линию подачи газа в зазор остекления устройство для осушения газовой смеси. Кроме того, полезно вмонтировать в линию подачи воздуха в смесительное устройство регулятор потока газа.

В альтернативном решении может быть создана конструкция для подачи во множество одинаковых стеклопакетов продувочного газа, в которой подаваемый воздух и другой газ подводятся по отдельным линиям вплоть до соответствующего стеклопакета. Имеется также регулятор, который может быть использован для настройки как соотношения двух газообразных компонентов продувочного газа, так и количества продувочного газа, подаваемого в соответствующий стеклопакет. Остальная конфигурация этой модели соответствует конфигурации первой модели, уже описанной выше.

Особенно выгодно использовать вышеописанный стеклопакет в самолетах и автомобилях.

Особым преимуществом устройства в соответствии с настоящим изобретением является тот факт, что процесс продувки газом зазора в нескольких стеклопакетах, требуемый во время эксплуатации, может быть реализован с использованием простых средств, которые обычно уже присутствуют на борту автомобиля или самолета, так что водород, требуемый для управления регулируемым светопропусканием стеклопакетов, также может быть легко получен и добавлен в продувочный газ. Соответствующие средства могут также быть установлены дополнительно при вполне допустимых затратах. В случае самолетов можно использовать бортовую систему выработки кислорода, или же в альтернативном варианте требуемый водород также может быть получен с помощью, например, электролизного элемента.

Выработка водорода и/или добавление его в продувочный газ регулируются предпочтительно посредством клапанов или других устройств, действующих аналогичным образом. По крайней мере одним из наилучших возможных мест для монтажа является система осушения продувочного газа или кабинного воздуха, отбираемого для этой цели. Полезно также встроить регулятор потока газа в подающую линию к смесительному устройству, в котором воздух, составляющий часть продувочного газа, смешивается с водородом и/или кислородом.

Применение стеклопакетов в соответствии с настоящим изобретением в самолетах или автомобилях считается особенно целесообразным, поскольку оно позволяет значительно уменьшить массу за счет уже присутствующих на борту средств, в частности средств для выработки кислорода.

Предпочтительные примерные варианты реализации изобретения с дополнительной конфигурацией изображены на чертежах в схематическом, упрощенном виде и будут более подробно описаны ниже со ссылками на чертежи.

Фиг.1 - устройство для подачи в двойной стеклопакет продувочного газа, состоящего из различных компонентов.

Фиг.2 - применение электролизного элемента в устройстве согласно фиг.1.

Фиг.3 - регулирование количества газа, который вырабатывается электролизным элементом и может быть подан в устройство согласно фиг.1.

Фиг.4 - устройство осушения в линии подачи воздуха в продувочный газ.

Фиг.5 - устройство осушения в линии подачи водорода в продувочный газ.

Фиг.6 - конструкция дополнительного регулятора в устройстве согласно фиг.1.

Фиг.7 - другое устройство для подачи в двойное остекление продувочного газа, состоящего из двух компонентов.

На фиг.1 изображен упрощенный разрез стеклопакета, который в примерном варианте реализации содержит два оконных стекла, замыкающих зазор 2. При этом вполне возможно также использовать в этой конструкции многослойное остекление. Зазор 2 дополнительно снабжен рядом отверстий 3 для подвода продувочного газа 5. На противоположной стороне обычно предусматривается ряд дополнительных отверстий 4 для выпуска продувочного газа с целью обеспечения равномерного потока через зазор.

Стеклопакеты такого типа используются в автомобилях и самолетах с учетом особых климатических условий во время эксплуатации. Стеклопакеты этого типа, имеющие два или несколько стекол, особенно распространены в авиации. На сторонах, обращенных к зазору, оконные стекла в таком стеклопакете могут быть снабжены прозрачным покрытием, степень светопропускания которого можно изменять путем изменения электрических или электрохимических параметров.

В частности, известны покрытия, светопропускание которых зависит от содержания водорода в атмосфере, соприкасающейся с покрытием.

Для двойных стеклопакетов с вентилируемым зазором 2 это означает, что продувочный газ 5, подаваемый в зазор 2, должен иметь регулируемое содержание водорода.

Как правило, в качестве основы для продувочного газа 5 используется подготовленный питающий воздух 8, который подводится по трубопроводной системе 6 с отверстием 3 для подачи продувочного газа в зазор 2.

На входном конце трубопроводная система 6 соединена со смесительным устройством 10. Смесительное устройство имеет два входа, один для питающего воздуха 8, а другой для добавляемого газа (Н₂), например водорода. Последний предпочтительно через регулятор 10 соединяется с газогенерирующим устройством 9. Регулятор 10 обеспечивает дозированное подмешивание газообразного водорода в зависимости от питающего воздуха 8, подаваемого в смесительное устройство 7. Трубопроводная система 6 дополнительно используется для подачи идентичного продувочного газа 5 в другие стеклопакеты того же типа.

Известны устройства для выработки газообразного водорода, имеющие различные конструкции. Например, для этой цели можно использовать уже присутствующую на борту систему для выработки кислорода для кабинного воздуха (известную как OBOGS - "Бортовая система для выработки кислорода"). Можно сказать, что водород в данном случае является побочным продуктом производства кислорода. Для насыщения кабинного воздуха кислородом помимо OBOGS (опция) могут использоваться и другие системы.

Один из специальных способов выработки газообразного водорода является использование электролизного элемента 11, показанного на фиг.2. В простейшем случае газообразные водород и кислород, вырабатываемые путем электролиза воды (Н₂O), подаются в смесительное устройство 7 по общей линии 12 и там смешиваются с питающим воздухом 8. Как правило, поток питающего воздуха 8 поддерживается постоянным, однако его можно регулировать в соответствии с потребностью.

На фиг.3 показано предпочтительное решение, включающее использование электролизного элемента 11 с двумя отходящими линиями 13, 14 для раздельных потоков вырабатываемых газов - водорода и кислорода. В то время как кислород по линии 14 подается в другую систему, не описываемую здесь более подробно, вырабатываемый водород по линии 13 поступает к клапану 16. Последний в примерном варианте реализации представляет собой 3-ходовой клапан. Он делает возможным точное дозирование количества газообразного водорода, подаваемого в смесительное устройство. Излишний водород подается в другую систему или выпускается через другую линию 15. Подаваемый воздух 8 и дозированное количество водорода смешиваются так же, как в примерном варианте реализации, изображенном на фиг.2.

На фиг.4 показано другое полезное усовершенствование описанного ранее процесса подготовки продувочного газа. Поскольку следует полагать, что питающий воздух 8 содержит, как правило, довольно значительное количество водяного пара, то целесообразно для осушения питающего воздуха 8 в линии, по которой питающий воздух 8 подается в смесительное устройство, использовать устройство 17.

В качестве альтернативы, в секцию трубопровода от смесительного устройства 7 к зазору 2 может быть встроено устройство 17 для осушения газовой смеси. В упрощенном виде это показано на фиг.5.

Другой предпочтительный вариант реализации изобретения показан на фиг.6. Он относится к установке регуляторов 18 в по крайней мере одну из линий 8 подачи газа/воздуха в смесительное устройство 7. В результате можно очень точно дозировать процентное соотношение воздуха и подмешиваемых газов в продувочном газе для стеклопакетов. Это исключительно важно, в частности, для эффективного ограничения поступления загрязнений и конденсирующейся воды в зазор 2 стеклопакета.

И наконец, на фиг.7 показано альтернативное решение для конструкции, изображенной на фиг.1. Здесь конструкция содержит два стеклопакета 1, которые приведены только в качестве примера для множества идентичных стеклопакетов. В каждый из зазоров 2 в стеклопакетах 1 по линиям 20 подается полностью смешанный и дозированный продувочный газ 5. Каждая из этих линий 20 соединяется с выходами регулятора 21. Каждый из отдельных входов регулятора 21 соединен с питающими линиями 24, 25 для питающего воздуха 8 и второй компоненты продувочного газа, здесь водорода H₂. При необходимости в питающую линию 24 для дополнительного воздуха 8 может быть встроено устройство осушения дополнительного воздуха.

1. Стеклопакет, содержащий по крайней мере два слоя стекла с вентилируемым зазором, в котором на внутренней поверхности по крайней мере одного из стекол предусмотрен слой с регулируемым светопропусканием, отличающийся тем, что зазор (2) соединен с трубопроводной системой (6) для подачи продувочного газа (5), состоящего по крайней мере из двух компонентов, трубопроводная система (6) соединена со смесительным устройством (7), посредством которого при необходимости можно регулировать состав продувочного газа (5).

2. Стеклопакет по п.1, отличающийся тем, что продувочный газ (5) состоит из смеси воздуха и водорода и/или кислорода.

3. Стеклопакет по п.2, отличающийся тем, что требуемый водород вырабатывается системой (9), являющейся частью устройства, в котором используется стеклопакет (1).

4. Стеклопакет по п.3, отличающийся тем, что система (9) является системой выработки кислорода на борту автомобиля или самолета.

5. Стеклопакет по одному из пп.2-4, отличающийся тем, что водород вырабатывается электролизным элементом (11).

6. Стеклопакет по п.5, отличающийся тем, что подача по крайней мере одного из газообразных компонентов, вырабатываемых электролизным элементом (11), регулируема.

7. Стеклопакет по п.1, отличающийся тем, что смесительное устройство (7) содержит регулируемый клапан (16) по крайней мере в одной питающей линии (13).

8. Стеклопакет по п.1, отличающийся тем, что в линию подачи воздуха (8) в смесительное устройство (7) или в трубопроводную систему (6) к стеклопакету встроено устройство (17) для осушения газовой смеси.

9. Стеклопакет по п.1, отличающийся тем, что в линию подачи воздуха (8) и/или в линию подачи водорода (Н₂) в смесительное устройство (7) встроен регулятор потока газа (18).

10. Стеклопакет, содержащий по крайней мере два слоя стекла с вентилируемым зазором, в котором на внутренней поверхности по крайней мере одного из стекол предусмотрен слой с регулируемым светопропусканием, отличающийся тем, что зазор (2) соединен с линией (20) для подачи продувочного газа (5), содержащей регулятор (21), который имеет две отдельные линии (22, 23) для питающего воздуха и для другого газа и может быть использован для регулирования соотношения между питающим воздухом и другим газом в смеси и/или всего продувочного газа (5).

11. Стеклопакет по п.10, отличающийся тем, что продувочный газ (5) содержит смесь воздуха и водорода и/или кислорода.

12. Стеклопакет по п.11, отличающийся тем, что требуемый водород вырабатывается системой (9), являющейся частью устройства, в котором используется стеклопакет (1).

13. Стеклопакет по п.12, отличающийся тем, что система (9) является системой выработки кислорода на борту автомобиля или самолета.

14. Стеклопакет по одному из пп.11-13, отличающийся тем, что водород вырабатывается электролизным элементом (11).

15. Стеклопакет по п.14, отличающийся тем, что подача по крайней мере одного из газообразных компонентов, вырабатываемых электролизным элементом (11), регулируема.

16. Стеклопакет по п.10, отличающийся тем, что в питающую линию (22) для подачи воздуха в регулятор (21) встроено устройство (17) для осушения дополнительного воздуха.

17. Применение стеклопакета в соответствии с одним из предшествующих пунктов на самолете или автомобиле.