<Desc/Clms Page number 1>
EMI1.1
BESCHRIJVING BEHORENDE BIJ DE OCTROOIAANVRAGE van GLORIEUX N. V.-Kortrijkstraat 168 te 8720 KUURNE Betreffende "Doorzichtig warmtestralingspaneel gebaseerd op glas en werkwijze voor het vervaardigen van deze panelen".
--------------De huidige uitvinding heeft betrekking op een opstelling van glasbladen, voor vensters en/of andere glasoppervlakken, op een of meerdere van haar oppervlakken voorzien van een extreem dun metaallaagje waarvan er minstens één opgenomen wordt in een electrische kring zodat er, door een juiste schikking binnen de opstelling en door het in de hand houden van het toegevoerd vermogen, over het oppervlak van de opstelling en bijna volledig aan één of beide zijden van die opstelling warmtestraling optreedt.
De huidige uitvinding heeft verder betrekking op een werkwijze voor het realiseren van een dergelijke opstelling.
De huidige uitvinding is principieel gebaseerd op de uitvinding zoals die beschreven is in BE 904. 452, verleend aan de aanvrager van het huidige uitvindingsoctrooi. De in het genoemd uitvindingsoctrooi beschreven uitvinding is een verwarmende beglazing, voor het afscheiden van een binnenomgeving en een buitenomgeving, die bestaat uit meerdere glasbladen waarvan één glasoppervlak voorzien is van een verwarmde metaallaag
<Desc/Clms Page number 2>
die opgenomen wordt in een electrische kring en door het Joule-effect opgewarmd wordt, en die wordt gekenmerkt door een tweede metaallaag die opgesteld is tussen de verwarmde metaallaag en de buitenomgeving.
Deze tweede metaallaag functioneert daarbij als reflecterende laag die de naar de buitenomgeving gerichte straling, opgewekt door de verwarmde metaallaag, naar de binnenomgeving terugkaatst. Die verwarmende beglazing vindt vooral zijn toepassing in dubbele of driedubbele beglazing voor vensters.
Bij dubbele beglazing bijvoorbeeld, is de verwarmde metaallaag aangebracht tegen het glasoppervlak dat de hermetisch afgesloten spouw aan de binnenzijde afbakent en is de reflecterende metaallaag tegen het glasoppervlak aan de tegenoverliggende zijde van de spouw aangebracht.
De opwarmende werking van deze beglazing, zoals die beschreven is in BE 904.452, impliceert echter een relatief groot temperatuursverschil tussen de opgewarmde metaallaag en de binnenomgeving.
Inderdaad, de temperatuur van de opgewarmde metaallaag dient voldoende opgedreven te worden om de binnenomgeving, via geleiding door de sectie van het binnenglasblad, door convenctie te kunnen opwarmen. Deze hoge temperatuur van de opgewarmde metaallaag brengt echter een aantal problemen met zich mee.
De huidige uitvinding, bestaande uit meerdere glasbladen waarvan ten minste één glasoppervlak voorzien is van een dunne verwarmde metaallaag die opgenomen wordt in een electrische kring en door het Joule-effect opgewarmd wordt en uit een tweede metaallaag aangebracht tegen een ander glasoppervlak tussen de verwarmde metaallaag en de buiten-
<Desc/Clms Page number 3>
omgeving, wordt gekenmerkt door het aan de verwarmde metaallaag toegevoerd vermogen dat zodanig is dat de temperatuur van die metaallaag tussen 200 en 1, 00 C gelegen is.
Deze temperaturen van de metaallaag zijn onvoldoende hoog om opwarming van de binnenomgeving door convectie, via geleiding door de sectie van het glasblad dat de metaallaag draagt, te veroorzaken. Bij deze temperaturen blijft de metaallaag echter wel nog een grote hoeveelheid warmte onder de vorm van straling afgeven. Deze warmtestraling vertrekt gedeeltelijk door het dragend glasblad heen rechtstreeks naar de binnenruimte en vertrekt gedeeltelijk richting buitenomgeving. Dit gedeelte van de straling wordt dus door de tweede metaallaag naar de binnenomgeving teruggekaatst. Een glasvenster waarin deze opstelling opgenomen is, straalt dus over zijn oppervlakte electromagnetische stralen, met een golflengte van 3 à 10 micron, naar de binnenomgeving uit zodat een persoon die zich in deze binnenomgeving bevindt een gevoel van warmte ondergaat.
De huidige uitvinding heeft dus betrekking op een warmtestralingspaneel dat gebaseerd is op glas.
Dit warmtestralingspaneel komt voor een brede waaier van toepassingen in aanmerking.
De meest voor de hand liggende toepassing is die waarbij de huidige uitvinding onder de vorm van dubbel-of driedubbelglas als vensterbeglazing gebruikt wordt. Mits een voldoende groot glasoppervlak kan deze opstelling geheel of gedeeltelijk instaan voor het opvoeren of instandhouden van het thermisch comfort van een binnenomgeving. Andere opstellingen worden verder, aan de hand van figuren, beschreven.
Zelfs bij de relatief lage temperatuur waarop de verwarmde metaallaag van het doorzichtig stralingspaneel maximaal wordt gebracht, blijft het gevaar bestaan dat de metaallagen afgebroken worden. Bij de opstelling waarbij de verwarmde metaallaag en de reflecterende metaallaag met hun
<Desc/Clms Page number 4>
vrij oppervlak naar elkaar toegekeerd zijn en enkel de, met lucht of met enig ander geschikt gas gevulde spouw tussen zich hebben, ontstaat er een relatief sterk electrisch veld tussen beide metaallagen ten gevolge van hun potentieel verschil en kunnen beide lagen zich gaan gedragen als cathode en anode met uitwisseling van vrije elektronen. De lagen gaan elkaar m. a. w. gaan uitputten en kunnen op de lange duur, mede onder invloed van de temperatuur, vernietigd worden.
Anderzijds blijkt dat het gebruik van kunststof voor de tussenprofielen voor het opbouwen van dubbel-of driedubbelglas als warmtestralingspaneel volgens de uitvinding, na een zekere gebruiksduur voor afdichtingsproblemen zorgt. De aanhechting van de voor het hermetisch afsluiten van de spouw, courant gebruikte afdichtingsmiddelen op kunststof blijkt niet voldoende te zijn om de hermetische dichting van die spouw te kunnen garanderen. Aluminium, dat algemeen gebruikt wordt voor de tussenprofielen van klassieke meerbladige beglazingen, brengt de moeilijkheid mee dat het electrisch geleidend is en dus een direct contact zou zijn tussen de stroomvoerende, verwarmde metaallaag en de reflecterende metaallaag als het zou toegepast worden in het stralingspaneel volgens de uitvinding.
Verder blijkt er geen methode voor handen te zijn die toelaat de verwarmde metaallaag op een eenvoudige en relatief goedkope wijze te voorzien van één of meerdere contactpunten die het opnemen van die metaallaag in een electrische kring mogelijk maken.
Het warmtestralingspaneel en de werkwijze om dit te vervaardigen volgens de huidige uitvinding heeft tot doel de hogergenoemde problemen op te lossen.
Het stralingspaneel volgens de uitvinding, bestaande uit meerdere glasbladen waarvan tenminste één glasoppervlak voorzien is van een dunne verwarmde metaallaag die opgenomen
EMI4.1
wordt in een electrische kring en door het Joule-effect wordt C >
<Desc/Clms Page number 5>
opgewarmd en uit een tweede metaallaag aangebracht tegen een ander glasoppervlak tussen de verwarmde metaallaag en de buitenomgeving, wordt gekenmerkt door een isolerend scherm, bij voorkeur vervaardig uit glas, dat opgesteld is tussen beide metaallagen.
Verder wordt het warmtestralingspaneel volgens de uitvinding dat over de lengte van twee tegenover elkaar liggende zijden van de verwarmde metaallaag van een contactstrook voorzien is, gekenmerkt door de contactstrook die bestaat uit een gekende kleefband vervaardigd uit electrisch geleidend materiaal.
Een ander kenmerk van het warmtestralingspaneel volgens de uitvinding dat onder de vorm van meerdere, door langs hun randen lopende tussenprofielen op afstand gehouden glasbladen is opgebouwd, is dat minstens het glasoppervlak dat de verwarmde metaallaag draagt, en eventueel ook de andere glasoppervlakken die een metaallaag dragen, dicht bij hun rand, ter hoogte van de plaats waar bij het samenstellen van glasbladen het tussenprofiel komt, rondom van een dun opgekleefd isolatorstrookje zijn voorzien.
De werkwijze volgens de uitvinding voor het vervaardigen van warmtestralingspanelen gebaseerd op glas bestaat uit de opeenvolgende stappen voor het aanbrengen van de contactstrook, onder de vorm van gekende kleefband vervaardigd uit electrisch geleidend materiaal, langs twee tegenover elkaar liggende zijden op de verwarmde metaallaag, wordt gekenmerkt door het afwerkend aandrukken van de kleefband en het vervolgens op regelmatige afstand eenmalig beslaan van de kleefband.
Meer bijzonderheden over het warmtestralingspaneel
<Desc/Clms Page number 6>
volgens de uitvinding en over de werkwijze voor het vervaardigen van dergelijk paneel, zullen blijken uit de hiernavolgende beschrijving die verwijst naar de hierbijgevoegde figuren, waarin :
Figuur 1 een schematische dwarsdoorsnede is van een stralingspaneel volgens de uitvinding onder de vorm van dubbele beglazing voorzien van een scherm.
Figuur 2 een schematische dwarsdoorsnede is van
EMI6.1
een stralingspaneel volgens de uitvinding onder de vorm van 0 C > driedubbele beglazing.
Figuur 3 een ontmanteld, schematisch, perspectief zicht is op een hoek van het glasblad dat de verwarmde metaallaag draagt.
Figuur 4 een schematische dwarsdoorsnede is van een rand van een als dubbele beglazing uitgevoerd warmtestralingspaneel volgens de uitvinding zonder scherm.
Figuur 5 een ontmanteld, schematisch perspectief zicht is op een hoek van het glasblad dat de verwarmde metaallaag draagt met daarop een scherm.
Figuren 6a t. e. m. 6e schematische dwarsdoorsneden zijn van een aantal mogelijke opstellingen waaronder het warmtestralingspaneel volgens de uitvinding kan worden gerealiseerd.
Het warmtestralingspaneel volgens de uitvinding wordt dus gekenmerkt door een tussen beide metaallagen opgesteld scherm dat fungeert als diëlectricum. Dat scherm is
EMI6.2
bij voorkeur een glasblad (23) dat bij dubbele beglazing, die een buitenomgeving (6) van een binnenomgeving (11) afschermt, figuur 1, in de spouw (3) tegen het vrij oppervlak van de verwarmde metaallaag (4) geplaatst wordt. Het glasblad (23) schermt het vrije oppervlak van de verwarmde metaallaag (4) isolerend af en verhindert dus de uitwisseling van vrije electronen tussen de verwarmde en de reflecterende metaallaag (resp. 4 en 5).
Verder functioneert dat glasblad (23) als bijkomend koelelement dat, samen met het binnenste
<Desc/Clms Page number 7>
glasblad (2), de warmte van de verwarmde metaallaag opneemt zodoende verhindert dat de temperatuur van de spouw te hoog zou oplopen.
Bij de uitvoering van het stralingspaneel volgens de uitvinding in driedubbele beglazing kan het additionele glasblad vermeden worden door de volgende opstelling. De verwarmde metaallaag (4), figuur 2, rust op de buitenzijde van het binnenste glasblad (2), daarop volgt, naar buiten toe, de eerste spouw (3) en het middenste glasblad (24) dat op zijn buitenzijde de reflecterende metaallaag (5) draagt. Verder volgt dan de tweede spouw (3) en het buitenste glasblad (1).
Het middenste glasblad (24) functioneert bij deze opstelling als scherm en als drager van de reflecterende metaallaag (5).
Om de verwarmde metaallaag in een electrische kring te kunnen opnemen dient die metaallaag, of het dragend glasblad, over de lengte van twee tegenover elkaar liggende zijden van een contactstrook voorzien te worden. Die contactstroken laten enerzijds de contactname met één of meerdere stroomvoerende kabeltjes toe en verdelen anderzijds de stroom over de lengte van de verwarmde metaallaag.
Bij het warmtestralingspaneel volgens de uitvinding bestaat die contactstrook uit een gekende kleefband, vervaardigd uit een electrisch geleidend materiaal, die volgens de werkwijze volgens de uitvinding wordt aangebracht.
Die werkwijze volgens de uitvinding bestaat, voor wat het aanbrengen van de contactstrook betreft, uit de volgende stappen ; na het ontvetten van één van de bewuste randen van het glasblad wordt de genoemde kleefband aangebracht, daarna, manu-
<Desc/Clms Page number 8>
eel of machinaal afwerkend aangedrukt en eenmalig beslagen.
De aandrukbewerking bewerkstelligt aandrukking van de kleefband op de metaallaag. Anderzijds wordt door het beslaan de kleefband plaatselijk als het ware door de metaallaag heen tot op het dragend glasoppervlak geslagen zodat de kleefband plaatselijk tevens contact maakt met de verschillende lagen waaruit de metaallaag is samengesteld en rechtstreeks op het glas kan aanhechten. Deze beide bewerkingen verlagen enerzijds sterk de overgangsweerstand die de electrische stroom bij de overgang van de contactstrook naar de verwarmde metaallaag ondervindt en verhogen anderzijds de mechanische sterkte van de aanhechting tussen de contactstrook en het eronderliggende oppervlak.
Ter afwerking kan de contactstrook aan één of beide van zijn langste randen van een ingebakken zilverlaagje worden voorzien. Dit laagje wordt over de rand van de contactstrook heen tot op de verwarmde metaallaag uitgesmeerd en wordt dan ingebakken zodat het zilver zowel in het metaal van de kleefband als in de metaallaag diffundeert en daardoor het electrisch contact tussen beide metalen verhoogd en tevens het oppervlak van de kleefband, op de plaatsen waar die beslagen is geweest, terug glad maakt.
Zoals voorgesteld op figuur 3 onderscheidt men bij een contactstrook dragende rand, het dragend glasblad (8), de verwarmde metaallaag (4), de kleefband (25) over één of beide (streeplijn) rand en voorzien van een ingebakken zilverlaagje (26).
Rest er nog het probleem van de tussenprofielen die bij de constructie v, an dubbel-of driedubbelglas de glas- bladen aan hun randen op afstand houden, de zijbegrenzing van de ingesloten spouwen vormen en samen met elastische afdichtingsmiddelen voor het hermetisch afgesloten houden
<Desc/Clms Page number 9>
EMI9.1
van die spouw zorgen. Het materiaal dat het meest voor deze tussenprofielen geschikt is, is aluminium dat echter electrisch geleidend is. De elastische afdichtingsmiddelen die tussen het tussenprofiel en het glasoppervlak zitten, garanderen geen absolute electrische isolatie zodat bij gebruik van aluminium voor de tussenprofielen van warmtestralingspanelen volgens de uitvinding, electrisch contact tussen de verwarmde, stroomvoerende metaallaag en de reflecterende metaallaag niet uitgesloten is.
Daarom wordt het warmtestralingspaneel volgens de uitvinding minstens over de volledige lengtes van de randen van het glasblad, dat de verwarmde metaallaag draagt, en eventueel over die van het glasblad dat de reflecterende metaallaag draagt, althans als dit naar de verwarmde metaallaag is toegekeerd, van een smal, tegen het aangekleefde glasstrookje 3, voorzien. met een contactstrook bedekt dit glasstrookje (27) de kleefband (25) gedeeltelijk en laat die aan de buitenzijde van het kader, dat de glasstrookjes (27) samen vormen, over een korte afstand van zijn breedte vrij. Langs de randen zonder contactstrook is het glasstrookje (27) rechtstreeks op de verwarmde metaallaag gekleefd. In de hoeken (28) sluiten de glasstrookjes ze rondom, op een zekere afstand van de rand van het glasblad, een kader vormen.
Voor een sluitende constructie van de randen van de warmtestralingspanelen, dat onder de vorm van dubbele of driedubbele beglazing, of onder enig andere vorm met een hermetisch af te sluiten spouw, wordt vervaardigd, dient de metaallaag op een zekere afstand van de rand van het glasblad (8), figuur 3, weggenomen te worden om rechtstreekse aanhechting van het elastisch afdichtingsmiddel op het glas mogelijk te maken.
Een rand van een als dubbele beglazing uitgevoerd warmtestralingspaneel volgens de uitvinding, zonder scherm, 0
<Desc/Clms Page number 10>
EMI10.1
ziet er dan bijvoorbeeld als volgt uit, figuur 4. De beglazing scheidt een binnenomgeving (11) af van een buitenomgeving (6) en bestaat van binnen naar buiten toe uit het binnenste glasblad (2), de verwarmde metaallaag (4), de spouw (3), de reflecterende metaallaag (5) en het buitenste glasblad Op de verwarmde metaallaag (4) is de kleefband (25) gekleefd. Over de bovenrand van die kleefband (25) is zilver (26) ingediffundeerd. Tegen één 9f beide, hier op beide, glasbladen (2 en 1) is tegen de binnenzijde op gelijke hoogte het doorlopend glasstrookje (27) gekleefd.
Tussen deze glasstrookjes (27) komt het aluminium tussenprofiel Tussen de zijkant van het tussenprofiel (16) en de glasstrook (27) zit er een (18). Onder deafdichtingsprop het tussenprofiel (16) is de spouw volgespoten met een afdichtingsmiddel (19). Onderaan de glasbladen en 1) is de metaallaag over een strook (29) weggenomen zodat het afdichtingsmiddel (19) daar rechtstreeks in contact komt met het glas.
Het geheel wordt afgewerkt met een aluminium klemprofiel (20) dat beide glasbladen (2 en omsluit.
Het spreekt voor zichzelf dat als de verwarmde metaallaag (4) afgedekt is met een scherm (23), figuur 1, er aan die zijde van de spouw (3) geen glasstrookje (27), figuur 4, nodig is als isolator tussen de metaallaag (4) en het tussenprofiel (16) aangezien dat tussenprofiel dan rechtstreeks tegen dat scherm (23) aan rust.
Bij het warmtestralingspaneel volgens de uitvinding is het gebruik van aluminium voor de tussenprofielen dus toch mogelijk en dit biedt het voordeel dat dit tussenprofiel, dat electrisch geleidend is, offi veiligheidsredenen aan de massa kan worden gekoppeld.
De contactname op de contactstrook kan klassiek gebeuren door het opsolderen van het uiteinde van één of meerdere electrische kabeltjes. Bij de courante glasmaten volstaat één contactpunt per contactstrook. Bij de constructie
<Desc/Clms Page number 11>
met de glasstrookjes (27), figuur 3, dienen deze op de plaats waar het contactpunt (13) komt van een uitsparing (30) voorzien te worden opdat er voldoende ruimte zou zijn"om het uiteinde van het electrisch kabeltje (21) op de kleefband (25) vast te solderen.
Een ander mogelijkheid voor de contactname op de
EMI11.1
contactstrook, het C > scherm (23) uitstekend deel van de kleefband (25), wordt rond een koper kabeltje (21), dat over de volledige of een gedeelte van de lengte van de kleefband (25) loopt, opgerold. Op deze manier is er geen warmtebewerking voor het bekomen van de contactpunten nodig. Het geheel wordt eventueel afgewerkt met een niet geleidende afdekking (31). Het spreekt voor zichzelf dat deze vorm van contactname ook bij de glasstrookjes (27), figuur 3, mogelijk is.
De figuren 6 geven een kort overzicht van de mogelijke opstellingen waaronder het warmtestralingspaneel volgens de uitvinding kan gerealiseerd worden. De figuren 6a en 6b zijn de opstellingen van respectievelijk dubbele en driedubbele beglazing die een binneruimte (11) van een buitenruimte (6) afscheidt. Het binnenste glas (2) draagt de verwarmde metaallaag (4), het buitenste (1), respectievelijk het middenste (24), draagt de reflecterende metaallaag (5).
Bij het driedubbelglas volgt dan nog de tweede spouw (3) en het buitenste blad (1).
Figuur 6c toont een opstelling die aan beide zijden evenveel straling vrijgeeft. Tegen het dragend glasblad (8) met de verwarmde metaallaag (4) wordt met een gekende, doorzichtige lijm of met de gekende systemen van lamineren een tweed glasblad (32) onverbrekelijk verbonden. Deze samenstelling zal toegepast worden in uitvoeringen waar dit om veiligheidsredenen noodzakelijk is.
Combinaties van de opstelling van figuren 6a, 6b en 6c resulteert bijvoorbeeld in de opstelling met scherm (23) van figuur 1. Deze opstelling kan tevens van nut zijn voor het verhogen van de glasdikte van een glaswand. Dit kan bijvoorbeeld nuttig zijn bij het vervaardigen van aquaria en terraria met het warmtestralingspaneel volgens de uitvidning. Aangezien
<Desc/Clms Page number 12>
glas voorzien van een metaallaag slechts in beperkte diktes te verkrijgen is, dient er een oplossing gezocht te worden voor glasvlakken die veel druk te verduren krijgen, zoals bijvoorbeeld het bodemvlak van een aquarium. Een aquarium vervaardigd uit het stralingspaneel volgens de uitvinding biedt vele voordelen, zoals o. a. egale opwarming van het water, geen veiligheidsproblemen zoals bij de klassieke wateropwarmmiddelen.
Om de schermopstelling bij driedubbele beglazing te bekomen, kan de combinatie van figuur 6c en 6b gebruikt worden, maar tevens de opstelling van figuur 2, zoals hoger reeds beschreven.
Een andere mogelijke opstelling van het stralingspaneel volgens de uitvinding is die waarbij het paneel in een spiegel wordt verwerkt, figuren 6d en 6e. Ofwel plaatst men een glasblad (8) met een verwarmde metaallaag (4) tegen of voor een spiegelglas (33), figuur 6d, ofwel plaatst men het spiegelglas (33) achter en tegen een glasblad (8) met een reflecterende metaallaag (5) met daarvoor, met een spouw (3) ertussen, het glasblad (8) dat de verwarmde metaallaag (4) draagt.
Voor sommige toepassingen, zoals bijvoorbeeld voor de vensters van verkeerscontroletorens, kan het nuttig zijn ook de reflecterende metaallaag van contactstroken te voorzien zodat ook deze metaallaag kan opgewarmd worden. Daardoor wordt het buitenste glasblad lichtjes opgewarmd hetgeen aanvriezen van die vensteroppervlakken belet zodat zodoende de doorzichtigheid van die vensters bij alle weersomstandigheden gewaarborgd blijft.
Het is duidelijk dat de huidige uitvinding een enorme waaier van mogelijkheden biedt. Het warmtestralingspaneel kan voor een groot aantal toepassingen gebruikt worden. Enkele daarvan zijn hier reeds aan bod gekomen : dubbele of driedubbele beglazing die kan instaan voor het warmtecomfort van
EMI12.1
een binnenomgeving, het gebruik in aquaria en de opstelling 0
<Desc/Clms Page number 13>
in een spiegel. Het valt echter niet onder het bestek van deze beschrijving een opsomming te geven van alle toepassings-
EMI13.1
mogelijkheden.
0