CN110149740B - 一种车窗玻璃防起雾装置及防起雾和除霜方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种车窗玻璃防起雾装置，包括加热装置、循环装置和干燥装置；中间密封夹层两侧设置有夹层进气口和夹层出气口，加热装置包括空气腔和用于对空气腔内气体加热的加热元件，空气腔的两端分别设置加热装置进气口和加热装置出气口；干燥装置包括用于放置干燥剂的腔体以及与腔体连通的干燥装置进气口以及干燥装置的第一出气口、第二出口和第三出口；加热装置出气口连接夹层进气口，干燥装置进气口连接夹层出气口，加热装置进气口和干燥装置第一出气口之间连接有促使气体循环流动的循环装置；干燥装置第二出气口连接有气囊，第三出口连接双向调压阀。本发明通过将玻璃中间夹层内的空气进行干燥和加热，从而减小玻璃两侧的温差，使玻璃不容易起雾，保证了汽车驾驶员的安全驾驶。
Description
技术领域
本发明属于汽车配件领域，尤其涉及一种车窗玻璃防起雾装置。
背景技术
北方的冬天，没有停在车库的汽车早晨车窗上会落有一层厚厚的霜，现在通常的解决方案是用卡片刮，但这样不仅冻手还会损伤玻璃，而且刮的不干净；在驾驶汽车时，因为车内外温差大，车厢空间较小，人的呼吸增大了空气的湿度，从而在车窗内侧玻璃上很容易产生雾气。下雨天同样存在着起雾的问题。
南方夏天车外空气过于潮湿闷热，车内空调的打开将会增大内外温差，使得车窗外侧起雾，虽然可以用雨刮器去除，但需持续进行，操作麻烦。
目前，轿车、suv等车型通过空调来解决这一车内起雾的问题，但因车厢空间大，加热时间长，需要消耗很大一部分能量，对于电动车来说，电量决定着续航里程，在较短距离的路程中，为了除去车窗上的雾气而需要将车厢整个都加热，这将需要很大一部分电能，严重影响了续航里程。
车窗起雾落霜使得驾驶员视线受阻，严重威胁着行车安全，因此，对车前挡风玻璃存在的一系列问题，迫切需要一种可行的方案来解决。
发明内容
本发明提供了一种车窗玻璃防起雾装置，旨在解决因汽车内外温差大导致玻璃起雾，造成驾驶员视线受阻，影响行车安全的技术问题。
为解决上述问题，本发明提供了一种车窗玻璃防起雾装置，车窗包括外侧玻璃和车内玻璃，外侧玻璃和车内玻璃之间设置有中间密封夹层，防起雾装置包括加热装置、循环装置和干燥装置；中间密封夹层两侧设置有夹层进气口和夹层出气口，加热装置包括空气腔和用于对空气腔内气体加热的加热元件，空气腔的两端分别设置加热装置进气口和加热装置出气口；干燥装置包括用于放置干燥剂的腔体以及与腔体连通的干燥装置进气口、干燥装置第一出气口和干燥装置第二出气口；加热装置出气口连接夹层进气口，干燥装置进气口连接夹层出气口，加热装置进气口和干燥装置第一出气口之间连接有促使气体循环流动的循环装置；干燥装置第二出气口连接有气囊。
更进一步的，干燥装置还设置有第三出气口，该第三出气口连接双向调压阀，双向调压阀包括阀体，阀体内部设置有进气通道和出气通道，进气通道内侧面连通第一气体通道，出气通道设置于第一气体通道下方，出气通道内侧面连通第二气体通道，进气通道设置于第二气体通道上方；进气通道内设置有第一弹簧和进气阀塞，第一弹簧的支撑端支撑在进气通道上端的端盖内侧，第一弹簧的移动端连接进气阀塞；出气通道内设置有第二弹簧和出气阀塞，第二弹簧的支撑端支撑在出气通道下端的端盖内侧，第二弹簧的移动端连接出气阀塞；进气通道与第二气体通道的分隔界面设置有用于限制进气阀塞的第一限位台，出气通道与第一气体流道的分隔界面设置有用于限制出气阀塞的第二限位台；进气通道的上端口连接干燥装置的第三出气口，出气通道的下端口与外界环境连通。
更进一步的，中间密封夹层的两侧均匀布置多个夹层进气口和夹层出气口。
更进一步的，分别在外侧玻璃外侧、车内玻璃内侧和中间密封夹层内设置温度传感器。
更进一步的，双向调压阀的出气通道下端口设有端盖，端盖上覆盖滤网。
更进一步的，在加热装置、循环装置、干燥装置和中间密封夹层之间均采用保温管道相通。
更进一步的，干燥装置上设置有用于更换干燥剂的开口。
根据本发明的另一方面，还提供了一种车窗玻璃防起雾方法，采用本发明所述的车窗玻璃防起雾装置，包括步骤：
获取外侧玻璃外侧、车内玻璃内侧和中间密封夹层的温度，从而判断车内和中间密封夹层内的温度的差值，以及车内和车外温度的差值；
根据获得的车内和车外温度的差值与设定的起雾温度差进行比较，采取以下相应措施：
当车内温度高于车外温度且温度差大于起雾温度差时，开启加热装置和循环装置，对玻璃中间密封夹层内的气体进行加热并干燥，使中间密封夹层与车内的温度差小于起雾温度差，从而防止车内玻璃起雾；
当车外温度高于车内温度且温度差大于起雾温度差时，开启加热装置和循环装置，对玻璃中间密封层内的气体进行加热并干燥，使中间密封层与车外的温度差小于起雾温度差，从而防止外侧玻璃起雾。
根据本发明的又一方面，提供一种车窗玻璃除霜方法，采用本发明所述的车窗玻璃防起雾装置，当车窗上落霜时，启动加热装置和循环装置，将中间密封夹层内气体的温度加热到30-50℃使霜融化，然后通过雨刮器清理玻璃表面。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
在本发明中，通过将玻璃中间密封夹层内的空气进行加热和干燥，从而减小玻璃两侧的温差，使玻璃不容易起雾，此外，通过加热中间密封夹层内的空气还可以达到除霜的目的，从而保证了汽车驾驶员的安全驾驶。
附图说明
图1是本发明提供系统立体结构示意图。
图2是本发明提供的空气循环示意图。
图3是本发明提供的双向调压阀体结构图。
1-外侧玻璃，2-车内玻璃，3-中间密封夹层，4-加热装置,5-循环装置，6-干燥装置，7-气囊，8-温度传感器,9-保温管道，10-双向调压阀，11-阀体，101-进气通道，102-出气通道，103-第一气体通道，104-第二气体通道，105-第一弹簧，106-进气阀塞，107-第二弹簧，108-出气阀塞，109-第一限位台，1010-第二限位台，1011-端盖，1012-滤网。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明一种典型的实施方式，提供了一种车窗玻璃防起雾装置，所述车窗包括外侧玻璃1和车内玻璃2，外侧玻璃1和车内玻璃2之间设置有中间密封夹层3。所述的防起雾装置包括加热装置4、循环装置5和干燥装置6；中间密封夹层3两侧设置有夹层进气口和夹层出气口，加热装置4包括空气腔和用于对空气腔内气体加热的加热元件，空气腔的两端分别设置加热装置4进气口和加热装置4出气口；干燥装置6包括用于放置干燥剂的腔体以及与腔体连通的干燥装置6进气口、干燥装置6第一出气口和干燥装置6第二出气口；加热装置4出气口连接夹层进气口，干燥装置6进气口连接夹层出气口，加热装置4进气口和干燥装置6第一出气口之间连接有促使气体循环流动的循环装置5；干燥装置6第二出气口连接有气囊7。
在本实施方式中，加热装置4、循环装置5、干燥装置6和中间密封夹层3之间的连接都属于密封连接，加热装置4可采用电加热管加热空气，循环装置5采用电动机驱动风机使中间密封夹层3内的空气流动，干燥装置6内装有非粉状的干燥剂。装置工作时，将双层玻璃的中间密封夹层3中的空气通过加热装置和循环系统升高温度，使得中间密封夹层3内的温度达到和两面玻璃外侧温度较高一侧的温度相接近的一个值，此时中间密封夹层和该侧的温度差较小，低于起雾温度差，水蒸气不会凝结在该面玻璃的外侧；另一侧玻璃外侧温度较低，和中间夹层温度差较大，但因中间密封夹层中的空气通过干燥装置6的干燥，湿度较小，且在流动的热空气作用下该面玻璃靠夹层一侧也不会产生雾气。同时采用气囊7可自动均衡因中间密封夹层3内空气温度变化引起的压强变化，保证了装置整体的稳定性和安全性。本实施方式可使得汽车驾驶员在驾驶时不会因玻璃起雾，而影响到驾驶安全。
优选的实施方式，干燥装置6还设置有第三出气口，该第三出气口连接双向调压阀10，双向调压阀10包括阀体11，阀体11内部设置有进气通道101和出气通道102，进气通道101上端连接口和出气通道102下端连接口处分别设置有端盖1011，进气通道101内侧面连通第一气体通道103，出气通道102设置于第一气体通道103下方，出气通道102内侧面连通第二气体通道104，进气通道101设置于第二气体通道104上方；进气通道101内设置有第一弹簧105和进气阀塞106，第一弹簧105的支撑端支撑在进气通道101上端的端盖1011内侧，第一弹簧105的移动端连接进气阀塞106；出气通道102内设置有第二弹簧107和出气阀塞108，第二弹簧107的支撑端支撑在出气通道102下端的端盖1011内侧，第二弹簧107的移动端连接出气阀塞108；进气通道101与第二气体通道104的分隔界面设置有用于限制进气阀塞106的第一限位台109，出气通道102与第一气体流道的分隔界面设置有用于限制出气阀塞108的第二限位台1010；进气通道101的上端口连接干燥装置6的第三出气口，出气通道102的下端口与外界环境连通。
在本实施方式中，双向调压阀10中第一弹簧105和第二弹簧107的预紧力为系统设定的大气压差值，在未开启该系统时，玻璃中间密封夹层3内和外部环境的气压差值在设定气压差值内，假设环境温度为零下20℃，开启该系统，玻璃中间密封夹层3内的空气温度升高到40℃，由于温度变化较大，玻璃中间密封夹层3内气体的体积变化也较大，当气囊7增大到一定程度不再增大，玻璃中间密封夹层3内的气压逐渐升高，当压差达到或超过设定的大气压差值时，玻璃中间密封夹层3内气体压力大于弹簧的弹力，出气通道102内的出气阀塞108被顶开，中间密封夹层3内的部分气体通过进气通道101的上端口进入阀体，再经过第一气体通道103、第二限位台1010和第二气体通道104，最后从出气通道102进入周围环境中；在正常使用时玻璃中间密封夹层3内和外界的气压差值稳定在设定气压差值范围内，在停车后，该系统停止工作，玻璃中间密封夹层3内气体的温度降低，气体体积减小，气囊7收缩，玻璃中间密封夹层3内气体的压强减小，当压强差超过设定压差时，进气通道101的进气阀塞106被顶开，外界气体经出气通道102的下端口进入阀体，再经过第二气体通道104、第一限位台109和第一气体通道103最后从进气通道101的上端口进入到中间密封夹层3内。从外界进来的湿润气体先经过干燥装置6的初步干燥后和玻璃中间密封夹层3内的气体混合，干燥剂将对混合后的气体继续干燥，直到气体干燥到不能再被干燥剂干燥为止。采用双向调压阀10均衡了因玻璃中间密封夹层3内空气温度变化引起的压强变化，进一步保证了装置整体的稳定性和安全性。
优选的实施方式，中间密封夹层3的两侧均匀布置多个夹层进气口和夹层出气口。本实施方式可使得中间密封夹层3内的空气受热更加均匀，从而提升了装置的除雾效率。
优选的实施方式，分别在外侧玻璃1外侧、车内玻璃2内侧和中间密封夹层3内设置温度传感器8。通过设置温度传感器8分别获取车外、车内和中间密封夹层3内的温度值，可以更加精确的控制中间密封夹层3内的温度，根据温度的实时变化，及时的做出反应，使得装置可以灵活适应多种温度变化。
优选的实施方式，出气通道102下端口设有端盖1011，该端盖1011上覆盖滤网1012。通过带滤网1012的端盖1011可防止外部尘土进入玻璃中间密封夹层3。
优选的实施方式，在加热装置4、循环装置5、干燥装置6和中间密封夹层3之间均采用保温管道9相通。采用保温管道9可使加热装置4产生的热量尽可能大的作用于中间密封夹层中，减少了外部温度对装置的影响，使装置更加稳定可靠。
优选的实施方式，干燥装置6上设置有用于更换干燥剂的开口。正常使用时该开口处于密封状态，当发现在玻璃中间密封夹层3内起雾时说明干燥剂已失效，此时需要更换干燥剂，及时更换干燥剂可保证装置的防止起雾效果。
本发明另一种典型的实施方式，提供的是一种车窗玻璃防起雾方法，采用以上实施方式所述的车窗玻璃防起雾装置。包括步骤：
获取外侧玻璃外侧、车内玻璃内侧和中间密封夹层的温度，从而判断车内和中间密封夹层内的温度的差值，以及车内和车外温度的差值；
根据获得的车内和车外温度的差值与设定的起雾温度差进行比较，采取以下相应措施：
当车内温度高于车外温度且温度差大于起雾温度差时，开启加热装置和循环装置，对玻璃中间密封夹层内的气体进行加热并干燥，使中间密封夹层与车内的温度差小于起雾温度差，从而防止车内玻璃起雾；
当车外温度高于车内温度且温度差大于起雾温度差时，开启加热装置和循环装置，对玻璃中间密封层内的气体进行加热并干燥，使中间密封层与车外的温度差小于起雾温度差，从而防止外侧玻璃起雾。
本发明另一种典型的实施方式，提供一种车窗玻璃除霜方法，采用本发明所述的车窗玻璃防起雾装置，当车窗上落霜时，启动加热装置和循环装置，将中间密封夹层内气体的温度加热到30-50℃使霜融化，然后通过雨刮器清理玻璃表面。
下面提供一个实施例对本发明要求保护的技术方案作进一步清楚、完整的说明。
实施例1：
如图1、2所示，本实施例由两块玻璃组成，中间留有5mm左右的密封夹层，在车外侧、中间夹层、车内侧分别设置有一个温度传感器8，两层玻璃、密封条、加热装置4、循环装置5、干燥装置6和气囊7共同构成了一个封闭的系统。两层玻璃和密封条形成具有一定空气厚度的透光空间；加热装置4采用一个电加热管用于加热空气；循环装置5中有一台小型风机使热空气能够进入到玻璃中间密封夹层中；干燥装置6中装有干燥剂，用于干燥空气，干燥装置6上还应有一可供更换干燥剂的开口，在正常使用时该开口处于密封状态，当发现起雾在玻璃夹层中时说明干燥剂已失效，此时需要更换干燥剂；气囊7可自动均衡因夹层中空气温度变化引起的压强变化；保温管的的作用是使热量尽可能大的作用于玻璃夹层中，进而减小加热力度。
中间密封夹层3内的空气经过循环系统中风机的作用循环流动，通过保温管道9流进加热系统，在加热管的作用下温度快速升高，被加热的空气经保温管道9通过入口流经玻璃夹层，热空气充满整个玻璃夹层，在玻璃夹层的出口处经保温管道9流进干燥装置6中，干燥装置6有三个出口，第一出口和循环系统的进气口连接，第二出口与气囊7连接，第三出口与双向调压阀10连接。
（1）上述装置用于车内玻璃防起雾
启动车辆后，通过外侧玻璃外侧、车内玻璃内侧和中间密封夹层的三个温度传感器的检测计算出车内和玻璃中间密封夹层内温度的差值、车内和车外温度的差值。当车外温度低于零摄氏度或者车内温度高于车外温度且温度差大于起雾温度差时，通过加热装置、循环装置对玻璃中间密封夹层中的气体进行加热干燥，使玻璃中间密封夹层内和车内的温度差小于起雾温度差，玻璃中间密封夹层中气体的温度应为车内温度和车外温度之间的一个值，为了节省能量，车内温度和玻璃中间密封夹层中气体的温度差值应接近但不超过最大不起雾温度差。
（2）上述装置用于外侧玻璃防起雾
当车外温度高于车内温度且温度差大于起雾温度差时，通过加热装置、循环装置对玻璃中间密封夹层中的气体进行加热干燥，使玻璃中间密封夹层内和车外的温度差小于起雾温度差，玻璃中间密封夹层中气体的温度应为车内和车外温度之间的一个值，为了节省能量，车外温度和中间夹层中气体的温度差值应接近但不超过最大不起雾温度差。
（3）上述装置用于除霜
当冬天早晨车窗上落有霜时，启动车辆，点击除霜按钮，加热装置4和循环装置5以额定功率工作，使中间夹层的温度在短时间内上升到30-50℃，并保持三到四分钟，加热的空气能及时的将热量传递到玻璃的另一侧，使落在车窗上的霜可融化为水，再通过雨刮器刮去便可除去车窗上的落霜。
在上述实施例中，当中间夹层中的温度传感器8拾取到的温度值和车外、车内温度较高值的差值小于设定的起雾温差值时，加热装置4和循环装置5转为保温级别使得该温度差一直保持这一范围（保温级别加热装置4和循环装置5均以低于额定功率的工作状态工作）。该方案可用于汽车车窗上，同时也可用于列车车窗上。为了使热空气在中间夹层中分布均匀，进气口和出气口应布置多个，并且布置在空气流通最理想的位置。
在上述实施例中，中间密封夹层3的空气体积远小于车厢的体积，空气的加热需要的能量和加热需要的时间都大大减少，效果较现有采用空调除雾技术有了明显的提升，且热量可以传递到玻璃外侧，能将落在车窗上的霜除干净。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种车窗玻璃防起雾装置，所述车窗包括外侧玻璃和车内玻璃，外侧玻璃和车内玻璃之间设置有中间密封夹层，其特征在于：包括加热装置、循环装置和干燥装置；所述中间密封夹层两侧设置有夹层进气口和夹层出气口，所述加热装置包括空气腔和用于对空气腔内气体加热的加热元件，空气腔的两端分别设置加热装置进气口和加热装置出气口；所述干燥装置包括用于放置干燥剂的腔体以及与所述腔体连通的干燥装置进气口、干燥装置第一出气口和干燥装置第二出气口；所述加热装置出气口连接夹层进气口，干燥装置进气口连接夹层出气口，加热装置进气口和干燥装置第一出气口之间连接有促使气体循环流动的循环装置；干燥装置第二出气口连接有气囊；所述干燥装置还设置有第三出气口，该第三出气口连接双向调压阀，所述双向调压阀包括阀体，阀体内部设置有进气通道和出气通道，进气通道内侧面连通第一气体通道，所述出气通道设置于第一气体通道下方，出气通道内侧面连通第二气体通道，所述进气通道设置于第二气体通道上方；所述进气通道内设置有第一弹簧和进气阀塞，第一弹簧的支撑端支撑在进气通道上端的端盖内侧，第一弹簧的移动端连接进气阀塞；所述出气通道内设置有第二弹簧和出气阀塞，第二弹簧的支撑端支撑在出气通道下端的端盖内侧，第二弹簧的移动端连接出气阀塞；进气通道与第二气体通道的分隔界面设置有用于限制进气阀塞的第一限位台，出气通道与第一气体流道的分隔界面设置有用于限制出气阀塞的第二限位台；所述进气通道的上端口连接干燥装置的第三出气口，所述出气通道的下端口与外界环境连通。
2.根据权利要求1所述的车窗玻璃防起雾装置，其特征在于：所述中间密封夹层的两侧均匀布置多个夹层进气口和夹层出气口。
3.根据权利要求1或2所述的车窗玻璃防起雾装置，其特征在于：分别在外侧玻璃外侧、车内玻璃内侧和中间密封夹层内设置温度传感器。
4.根据权利要求3所述的车窗玻璃防起雾装置，其特征在于：所述的双向调压阀的出气通道下端口设有端盖，端盖上覆盖滤网。
5.根据权利要求4所述的车窗玻璃防起雾装置，其特征在于：在加热装置、循环装置、干燥装置和中间密封夹层之间均采用保温管道相通。
6.根据权利要求5所述的车窗玻璃防起雾装置，其特征在于：所述干燥装置上设置有用于更换干燥剂的开口。
7.一种车窗玻璃防起雾方法，其特征在于：采用权利要求1至6之一所述的车窗玻璃防起雾装置，包括如下步骤：
获取外侧玻璃外侧、车内玻璃内侧和中间密封夹层的温度，从而判断车内和中间密封夹层内的温度的差值，以及车内和车外温度的差值；
根据获得的车内和车外温度的差值与设定的起雾温度差进行比较，采取以下相应措施：
当车内温度高于车外温度且温度差大于起雾温度差时，开启加热装置和循环装置，对玻璃中间密封夹层内干燥的气体进行加热，使中间密封夹层与车内的温度差小于起雾温度差，从而防止车内玻璃起雾；
当车外温度高于车内温度且温度差大于起雾温度差时，开启加热装置和循环装置，对玻璃中间密封夹层内干燥的气体进行加热，使中间密封层与车外的温度差小于起雾温度差，从而防止外侧玻璃起雾。
8.一种车窗玻璃除霜方法，其特征在于：采用权利要求1至6之一所述的车窗玻璃防起雾装置，当车窗上落霜时，启动加热装置和循环装置，将中间密封夹层内气体的温度加热到30-50℃使霜融化，然后通过雨刮器清理玻璃表面。
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