Светопрозрачная конструкция с подогревом

Авторы патента:

H05B3/84 - устройства для нагрева, специально предназначенные для прозрачных или отражающих поверхностей, например для предотвращения запотевания или обледенения окон, ветровых стекол или зеркал транспортных средств

Владельцы патента RU 2510704:

Костюченко Александр Сергеевич (RU)
Свиридов Александр Васильевич (RU)

Изобретение относится к электротермии, а более конкретно к изделиям из многослойных электрообогреваемых стекол, и предназначено как для использования в качестве плоских стеклянных электронагревателей, так и в качестве стеклянных крыш, стеклопакетов, подогревателей различных сред. Задачей изобретения является создание светопрозрачной конструкции с подогревом, у которой была бы повышена эффективность работы при одновременном расширении функциональных возможностей. В светопрозрачной конструкции с подогревом, содержащей параллельно расположенные n стекол, где n-2,3…, с нанесенным токопроводящим покрытием на внутреннюю поверхность одного из внешних стекол, стекла установлены посредством дистанционных рамок и изолирующих и склеивающих прокладок и образуют герметичную газовую камеру, при этом на внутреннюю поверхность другого внешнего стекла и на поверхность(и) каждого из внутренних стекол нанесено низкоэмиссионное покрытие. 2 ил.

Известно многослойное стекло (патент Франции №2540096), содержащее наружное полузакаленное стекло толщиной 4,5:6,5 мм; внутреннее отожженое, полузакаленное или закаленное стекло толщиной 1÷5 мм; тыльное отожженое стекло толщиной 1÷2 мм; склеивающий слой из поливинилбутираля толщиной 6÷10 мм, расположенный между наружным и внутренним стеклами; склеивающий слой из полиуретана толщиной 1÷4 мм, расположенный между внутренним и тыльным стеклами; на поверхность наружного стекла, обращенную к внутреннему стеклу, нанесено токопроводящее покрытие.

Недостатком этого многослойного стекла является наличие большой толщины поливинилбутирального склеивающего слоя - это существенно снижает устойчивость стекла при резких перепадах температур из-за наличия высоких термоупругих напряжений, возникающих при отрицательных температурах, что может привести к расслоению многослойного стекла или разрушению наружного или внутреннего стекол.

Наиболее близким к предлагаемому решению является многослойное стекло (патент RU №2204535, МПК: C03C 27/12, B32B 17/10, опубликован 20.05.2003), содержащее три параллельно расположенных стекла и промежуточные склеивающие слои, имеет наружное стекло толщиной 6÷8 мм, внутреннее 5,5÷6,5 мм и тыльное - 2÷3 мм; тыльное стекло упрочнено ионным обменом; склеивающий слой, расположенный между наружным и внутренним стеклами, имеет толщину 0,38÷1,2 мм; склеивающий слой, расположенный между внутренним и тыльным стеклами, имеет толщину 3÷5 мм и выполнен из поливинилбутираля; на поверхности внутреннего стекла, обращенной к наружному стеклу, нанесено токопроводящее покрытие; наружное стекло может быть упрочнено ионным обменом; упрочнение наружного и тыльного стекол проводят в расплаве KNO₃ при (440±10)°C в течение 6÷18 ч.

Использование более толстого наружного полузакаленного стекла по сравнению повышает сопротивление контактным нагрузкам при ударах как небольшими, так и массивными твердыми телами.

С другой стороны, чем толще наружное стекло, тем менее эффективно оно нагревается при работе токопроводящего покрытия, расположенного на внутреннем стекле, и, следовательно, менее эффективен обогрев внутреннего помещения.

Задачей изобретения является создание светопрозрачной конструкции с подогревом, у которой была бы повышена эффективность работы при одновременном расширении функциональных возможностей, т.к. светопрозрачная конструкция с подогревом может быть использована и в качестве плоского стеклянного электронагревателя, и в качестве инфракрасных обогревателей, стеклянных крыш, стеклопакетов, автомобильных стекол и стекол для железнодорожных составов, подогревателей различных сред и др.

Технический результат достигается тем, что в светопрозрачной конструкции с подогревом, содержащей параллельно расположенные n стекол, где n - 2, 3…, с нанесенным токопроводящим покрытием на внутреннюю поверхность одного из внешних стекол, в отличие от прототипа, стекла установлены посредством дистанционных рамок и изолирующих, и склеивающих прокладок и образуют герметичную газовую камеру, при этом на внутреннюю поверхность другого внешнего стекла и на поверхность(и) каждого из внутренних стекол нанесено низкоэмиссионное покрытие, на поверхности с токопроводящим покрытием у противоположных кромок внешнего стекла выполнены методом напыления токоведущие дорожки, нанесенные в два этапа из сплава цинк-алюминий и сплава медь-цинк и размещенные в зонах изолирующих и склеивающих прокладок, а к токоведущим дорожкам подведены провода электропитания.

При прохождении электрического тока через невидимый токопроводящий слой выделяется тепловая энергия в инфракрасном диапазоне спектра излучения, на этот диапазон приходится до 95% выделяемой тепловой энергии, распределяемой по всему электрообогревателю.

Суть изобретения поясняется графическими материалами, на которых приведены:

на фиг.1 - светопрозрачная конструкция с подогревом, которая содержит два параллельно расположенных стекла;

на фиг.2 - светопрозрачная конструкция с подогревом, которая содержит три параллельно расположенных стекла.

Светопрозрачная конструкция с подогревом содержит параллельно расположенные стекла 1 и 2 - внешние стекла, 3 - внутреннее стекло, на внутреннюю поверхность одного из внешних стекол 1 нанесено токопроводящее покрытие 4, на внутреннюю поверхность другого внешнего стекла 2 и на поверхность(и) каждого из внутренних стекол 3 нанесено низкоэмиссионное покрытие 5, на поверхности с токопроводящим покрытием 4 у противоположных кромок внешнего стекла выполнены методом напыления токоведущие дорожки 6, размещенные в зонах изолирующих и склеивающих прокладок. Целесообразно нанесение токоведущих дорожек 6 в два этапа, в первый из которых наносят сплав цинк-алюминий для лучшей адгезии и во второй - сплав медь-цинк для улучшения подпайки проводов. К токоведущим дорожкам 6 подведены провода электропитания 7 светопрозрачной конструкции (на чертеже не показан), при этом провода электропитания 7 закреплены на токоведущих дорожках 6 посредством, например, пайки. Стекла установлены посредством дистанционных рамок 8 и изолирующих и склеивающих прокладок 9 и образуют герметичную газовую камеру 10, заполненную воздухом или аргоном (для понижения теплопроводности). Изолирующие и склеивающие прокладки 9 могут быть выполнены из силикона, например, изобутила благодаря его склеивающих и изолирующих свойств, препятствующих проникновению влаги и окислению сплавов используемых металлов.

Газовая камера 10 может быть заполнена воздухом, но лучше заполнять аргоном (для понижения теплопроводности). Изолирующие и склеивающие прокладки 9 могут быть выполнены из силикона, например, изобутила благодаря его склеивающим и изолирующим свойствам, препятствующим проникновению влаги и окислению сплавов используемых металлов.

Стрелками показаны инфракрасные лучи, излучаемые токопроводящим покрытием 4 и стеклом 1, инфракрасные лучи, излучаемые токопроводящим покрытием 4, отраженные инфракрасные лучи; а также инфракрасные лучи, излучаемые из помещения и широкими стрелками солнечные; изогнутыми стрелками показано направление теплопередачи за счет конвекции.

Для светопрозрачной конструкции с подогревом выбирается стекло толщиной от 4 мм, нарезается на пластины, необходимые для того или иного плоского стеклянного электронагревателя или светопрозрачной панели стеклянной крыши.

Пластину помещают в камеру для вакуумного напыления. Толщина и материал покрытия зависит от необходимого сопротивления резистивного слоя согласно техническому заданию. Также можно изменять мощность одной и той же светопрозрачной конструкции, меняя расстояние между токоведущими дорожками, или объединять резистивные дорожки нескольких пластин параллельно или последовательно. Возможно изменять мощность светопрозрачной конструкции, изменяя напряжение.

Следующий шаг обработки светопрозрачной конструкции это обработка фасок стекла для дальнейшего снятия точек напряжения при закалке стекла. Закаленное стекло, нагретое до температуры закалки (650-680°C) с последующим быстрым равномерным охлаждением воздухом. В результате такой обработки в поверхностных слоях стекла образуются остаточные напряжения сжатия, обеспечивающие его повышенную механическую прочность, термостойкость и безопасность при разрушении. Разбиваясь, такое стекло разрушается на множество мелких осколков с тупыми гранями, которые не способны причинить серьезные травмы. Закаленное стекло обладает тремя основными полезными свойствами, каждое из которых обеспечивает отличные технические свойства для применения в данной обогреваемой светопрозрачной конструкции.

После закалки на пластину наносят токоподводящие дорожки из сплавов металлов в последовательности: цинк-алюминий и медь-цинк. Дорожки напыляют толщиной от 0,01 мм до 1 мм и шириной от 5 мм в зависимости от силы тока. После этого к токоведущим дорожкам припаивают провод, для подключения к элементу питания.

При прохождении электрического тока через невидимый токопроводящий слой 4 выделяется тепловая энергия в инфракрасном диапазоне спектра излучения, распределяемая по всему электрообогревателю.

При использовании предлагаемой конструкции в качестве светопрозрачных панелей для стеклянных крыш, автомобильных стекол и стекол для железнодорожных составов стекло 1, на поверхность которого нанесено токопроводящее покрытие 4 и у противоположных кромок которого выполнены методом напыления токоведущие дорожки 6, должно быть обращено наружу. А при использовании предлагаемой конструкции, например, в качестве потолочного обогревателя стекло 1, на поверхность которого нанесено токопроводящее покрытие 4 и у противоположных кромок которого выполнены методом напыления токоведущие дорожки 6, должно быть обращено внутрь помещения.

Предлагаемая светопрозрачная конструкция, используемая в качестве обогревателя, способна выдерживать перепады напряжения, нагрев до 400 град Цельсия (если позволяет конструкция) и термошок.

Таким образом, применение предлагаемой обогреваемой светопрозрачной конструкции возможно во многих отраслях: и в качестве плоского стеклянного электронагревателя, и в качестве инфракрасных обогревателей, стеклянных крыш, стеклопакетов, автомобильных стекол и стекол для железнодорожных составов, подогревателей различных сред и др. Благодаря прозрачности стекла светопрозрачная конструкция с подогревом, применяемая в качестве плоского стеклянного электронагревателя, будет гармонично сочетаться с любым интерьером.

Светопрозрачная конструкция с подогревом, содержащая параллельно расположенные n стекол, где n - 2, 3…, с нанесенным токопроводящим покрытием на внутреннюю поверхность одного из внешних стекол, отличающаяся тем, что стекла установлены посредством дистанционных рамок и изолирующих и склеивающих прокладок и образуют герметичную газовую камеру, при этом на внутреннюю поверхность другого внешнего стекла и на поверхность(и) каждого из внутренних стекол, нанесено низкоэмиссионное покрытие, на поверхности с токопроводящим покрытием у противоположных кромок внешнего стекла выполнены методом напыления токоведущие дорожки, нанесенные в два этапа из сплава цинк-алюминий и сплава медь-цинк и размещенные в зонах изолирующих и склеивающих прокладок, а к токоведущим дорожкам подведены провода электропитания.

Изобретение относится к незапотевающей тепловырабатывающей стеклянной системе, содержащей: тепловырабатывающий стеклянный блок, который отделяет внутреннюю область помещения от наружной области и который включает обычное стекло и тепловырабатывающее стекло; блок измерения температуры поверхности стекла, размещенный на внешней стороне тепловырабатывающего стекла, блок управления, тепловырабатывающий стеклянный блок; и блок источника питания, Способ управления незапотевающей тепловырабатывающей стеклянной системой, содержащий: этап, на котором одновременно измеряют температуру и относительную влажность внутренней области помещения и температуру поверхности тепловырабатывающего стекла; вычисляют точку образования отпотевания на основании температуры и относительной влажности внутренней области помещения; сравнивают температуру поверхности тепловырабатывающего стекла и температуру точки образования отпотевания; и четвертый этап, на котором возвращаются к первому этапу или нагревают тепловырабатывающее стекло в зависимости от результата сравнения на третьем этапе.

Высокоотражающее зеркало с обогревом // 2502235

Изобретение относится к конструкции высокоотражающих зеркал с обогревом, применяемых в качестве автомобильных зеркал, обеспечивающих безопасность эксплуатации транспортных средств, декоративных фасадных стекол зданий, а также в качестве зеркальных нагревательных панелей для обогрева помещений.

Зеркало с обогревом // 2499370

Зеркало заднего вида с обогревом для транспортного средства // 2496664

Предлагаемое техническое решение относится к области производства зеркал, а именно зеркал с обогревом, используемым, например, в качестве наружных зеркал заднего обзора транспортного средства.

Система устранения обледенения или запотевания оптического инструмента и устройство для получения изображений, оборудованное такой системой // 2480966

Зеркало с обогревом // 2467895

Изобретение относится к конструкции зеркал с обогревом, применяемых в качестве автомобильных зеркал. .

Зеркало с обогревом // 2426280

Изобретение относится к конструкции зеркал с обогревом. .

Оконная система, имеющая средство тепловыделения // 2424637

Изобретение относится к области строительства, а именно к конструкциям оконных систем. .

Высокоотражающее зеркало с обогревом // 2316155

Частотно-избирательная токопроводящая поверхность с дугообразными и прямолинейными элементами // 2311705

Изобретение относится к прозрачным изделиям, снабженным электрически нагреваемым покрытием и частотно-избирательной поверхностью, предназначенной для пропускания заранее заданных частот электромагнитного спектра.

Зеркало с обогревом // 2527934

Изобретение может быть использовано на всех видах транспорта, а также в качестве зеркальных нагревательных панелей для обогрева помещений. Зеркало с обогревом содержит стеклянную подложку, с тыльной стороны которой последовательно расположены слой из оксида титана геометрической толщиной 50-60 нм, затем слой из оксида кремния геометрической толщиной 66-76 нм, затем отражающий слой из алюминия толщиной 100-300 нм. С внешней стороны подложки расположен токопроводящий слой из оксида олова геометрической толщиной 290-310 нм. На токопроводящем слое расположены электрические контакты и слой из фтористого магния геометрической толщиной 95-105 нм. Изобретение позволяет повысить коэффициент отражения зеркала с обогревом до 95% в видимой области спектра 0,4÷0,7 мкм. 2 ил., 3 пр.

Высокоотражающее зеркало с обогревом // 2528173

Изобретение относится к конструкции высокоотражающих зеркал с обогревом, применяемых в качестве декоративных фасадных стекол зданий, автомобильных зеркал, обеспечивающих безопасность эксплуатации транспортных средств, а также в качестве зеркальных нагревательных панелей для обогрева помещений. Высокоотражающее зеркало с обогревом содержит последовательно, начиная со стеклянной подложки, отражающий токопроводящий слой из нержавеющей стали геометрической толщиной от 20 нм до 1000 нм, два электрических контакта, расположенных на слое из нержавеющей стали, слой из оксида титана геометрической толщиной 80-90 нм, слой из оксида кремния геометрической толщиной 90-96 нм, слой из оксида титана геометрической толщиной 50-60 нм, слой из оксида кремния геометрической толщиной 90-96 нм, слой из оксида титана геометрической толщиной 50-60 нм. Изобретение позволяет увеличить коэффициент отражения зеркала с обогревом до 90% в видимой области спектра 0,45÷0,65 мкм при стабильном электрическом сопротивлении нагревательного элемента. 1 ил.

Электроимпульсное противообледенительное устройство // 2534102

Электроимпульсное противообледенительное устройство может использоваться для удаления льда с листовых металлических поверхностей, например с обшивок крыльев самолетов. Заявленное устройство содержит ряд индукторов, расположенных вблизи от очищаемой ото льда металлической поверхности. Индукторы связаны с выходами соответствующих модулей, входы которых через выключатель подключены к питающей сети. Каждый из модулей включает в себя зарядное устройство, накопительный конденсатор, управляемый ключ, защитный диод и генератор управляющих импульсов. Вход зарядного устройства соединен с выходом модуля, а выход - с накопительным конденсатором. Выход накопительного конденсатора через управляемый ключ связан с выходом модуля. Параллельно модулю подключен защитный диод. Кроме того, заявленное устройство снабжено блоком регулируемой задержки управляющих импульсов и маломощным источником питания. С входом источника питания соединен вход модуля, а с выходом - питающие входы генератора и блока регулируемой задержки управляющих импульсов. Генератор и блок регулируемой задержки управляющих импульсов соединены последовательно. К выходу блока регулируемой задержки управляющих импульсов подключен вход управляющего ключа. Предлагаемое устройство позволяет обеспечить равномерное распределение работы модулей во времени, а также снижает нагрузку на питающую сеть. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Остекление с подогревом // 2551441

Изобретение относится к остеклениям с подогревом, для которых, в частности, есть необходимость в быстром нагреве, например остекление транспортного средства. Раскрыто остекление (4) с подогревом, в котором электрические нагревательные элементы (6а, 6в), такие как тонкие провода (8), соединены с шинами низкого и высокого сопротивления (10а, 10в), (12а, 12в). Сопротивление шин выбрано таким образом, чтобы при подаче напряжения ввода в эксплуатацию шина обеспечивала нагрев части остекления, в которой она расположена. При этом шины независимо друг от друга соединены с источником электроэнергии. Изобретение обеспечивает быстрый нагрев части остекления. 10 з.п. ф-лы, 3 ил.

Нагреваемые прозрачные элементы // 2580509

Изобретение относится к нагреваемым прозрачным элементам. Прозрачный элемент воздушного судна имеет нагреваемый элемент для удаления конденсата, льда и снега с внешней поверхности прозрачного элемента. Нагреваемый элемент включает в себя пару расположенных на расстоянии друг от друга параллельных шин, причем концы шин смещены относительно друг друга, и покрытие, включающее в себя несколько расположенных на расстоянии друг от друга сегментов электропроводного покрытия, электрически соединенных с шинами. Отношение главной диагонали к второстепенной диагонали лежит в диапазоне от 1 до 1,25, чтобы более равномерно нагревать покрытие и внешнюю поверхность прозрачного элемента. 2 н. и 13 з. п. ф-лы, 9 ил.

Электролюминесцентный видеомодуль // 2621282

Изобретение относится к электронным средствам отображения информации. Электролюминесцентный видеомодуль содержит корпус (1), в котором закреплены электролюминесцентный дисплей (2), источник питания (4) и контроллер (5). Электролюминесцентный дисплей содержит электролюминесцентную панель (6) и плату управления (7), имеющие в плане прямоугольную форму и расположенные параллельно и на некотором расстоянии друг от друга. Видеомодуль дополнительно снабжен двумя электрическими обогревателями, каждый из которых выполнен в виде стеклянной полоски (14, 15), на одной стороне которой нанесено резистивное покрытие (16), поверх которого выполнены контактные площадки (17), а к последним присоединены провода (18) для подведения электрического напряжения от источника питания (4). Изобретение обеспечивает сокращение времени приведения видеомодуля в работоспособное состояние после его включения при температуре окружающего воздуха ниже -50°С. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

Огнестойкая светопрозрачная обогреваемая конструкция // 2637986

Предлагаемое изобретение относится к области строительных материалов и изделий, а именно к огнестойким светопрозрачным обогреваемым конструкциям, предназначенным для предотвращения распространения дыма и огня в случае пожара за пределы изолируемого отсека. Техническим результатом изобретения является создание огнестойкой светопрозрачной обогреваемой конструкции с расширенными ее функциональными возможностями за счет обеспечения в ней дополнительной функции ее обогрева. Поставленный технический результат достигается за счет того, что в огнестойкой светопрозрачной обогреваемой конструкции, содержащей стекла, установленные и закрепленные на определенном расстоянии друг от друга, а по меньшей мере одно крайнее стекло выполнено закаленным и имеет фаску, выполненную на его краях по всему периметру закаленного стекла, при этом светопрозрачное теплоотражающее нанопокрытие, нанесенное на его внутреннюю поверхность, выполнено токопроводящим и нагреваемым за счет того, что на поверхности данного нанопокрытия у противоположных кромок закаленного стекла сформированы по меньшей мере две низкоомные токоведущие дорожки, соединенные проводами электропитания с источником питания. 9 з.п. ф-лы, 4 ил.