CN205562953U - 一种散射式调光玻璃 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种散射式调光玻璃，它包括内腔可填充液体的中空玻璃、储液容器、可抽吸液体的泵和可连通或闭合管道的阀门，中空玻璃内腔壁上设有散射层，储液容器内储存有光折射率与散射层相同的光学匹配液体，储液容器位于中空玻璃上方，储液容器下部通过管道与中空玻璃的内腔连通，上部通过管道与泵的出口连通，泵的入口通过管道与中空玻璃的内腔底部连通，阀门包括填充阀门和排泄阀门，填充阀门位于连通储液容器与中空玻璃的管道上，排泄阀门位于连通中空玻璃与泵的管道上；与现有技术相比，本实用新型产品安装简单、使用方便，不仅材料稳定性更好，而且制造简单、成本低，还更节省资源和能耗，更美观大方，适合大面积推广。

Description

一种散射式调光玻璃

技术领域

本实用新型涉及玻璃领域，涉及一种调光玻璃。

背景技术

窗户玻璃作为现代建筑的重要材料，已经从传统的透光功能向透光、节能、美观、安全方向发展，其美观功能一般是通过在玻璃中加入彩色金属离子实现，安全功能是通过在玻璃层之间夹胶，如PVC夹胶玻璃来实现，节能功能一般采用中空玻璃或Low-E膜层来实现。

近几年国内大小商家开始关注可以用电来调节透光率的功能窗户玻璃，目前这类窗户玻璃一般采用以下三种技术方案：

1、电化学调光玻璃。在两层导电玻璃之间，加入电化学反应器件，通过在两个导电电极之间外加电源，使它们之间的电化学反应器件内产生可逆的化学反应来控制电化学器件内材料的成分，从而实现透光率的控制。如果设计的电化学器件在可见光范围的吸收率或反射率可以由可逆的电化学反应来控制，就可以作为电调光玻璃。

2、PDLC玻璃。除电化学调光玻璃外，也可以通过在两层导电玻璃之间加入一个PDLC层，即液晶和聚合物形成的分散在基底材料（聚合物）中的微小液晶颗粒混合膜层。通过在两个玻璃导电电极之间外加电压，可以控制液晶分子的排列取向，因为液晶分子的光学各向异性，液晶分子取向的改变就改变了微小颗粒和聚合物基底之间的光折射系数差。通常，在外加电场作用下，微小颗粒中液晶分子排列方向和电场方向一致，此时液晶颗粒的有效光折射系数和基底材料相同，平行的入射光可以透过PDLC膜，玻璃呈现透明；在没有外加电场时，每个液晶颗粒分子的取向无序化，液晶颗粒的有效折射系数大于基底材料，平行光在膜中传播时，将经历强的散射，玻璃呈不透明状态。

3、内置百叶窗玻璃。除以上两类电调光玻璃之外，近几年利用电控百叶窗安置在中空玻璃内，通过手动或马达调节百叶窗叶片，实现中空玻璃百叶窗的电调光玻璃。

目前市场是的这些电调光玻璃有如下的缺点：

1、电化学调光玻璃的缺点是成本高，现有技术还不能生产大面积的电化学器件满足窗户要求，因此，美国Gentex只能利用这一技术生产电调光防眩后视镜。除了成本外，电化学材料做窗户玻璃调光层面临的长期的广域的温度变化和阳光辐照环境中的材料退化也是一个问题，近期的科学研究虽有初步的解决方案，但是离窗户的需要还有一定的距离。

2、PDLC调光膜的材料稳定性比电化学调光层有所改进，但是比玻璃的老化性能要差。虽然大面积的PDLC调光膜已经可以满足窗户尺寸的需要，但是其成本仍然偏高，现在市场上的PDLC调光膜成本在每平米400元以上。此外，PDLC调光膜的透明性需要电场维持，其电耗一般是每平方米5-10瓦之间，这些额外的电耗给建筑带来不必要的能耗。

3、中空玻璃内置百叶窗采用电机调节中空玻璃内的百叶窗叶片达到电调光的功能。只有在调节时需要电能，在稳定状态就不要电来维持，因次，能耗比PDLC调光玻璃小。其缺点是建筑内外能明显看到百叶窗叶片，同传统建筑设计对玻璃美观要求玻璃整体材质均匀的要求相悖，此外现有百叶窗叶片宽度在10-20毫米之间，这导致中空玻璃的过厚，对安装此类玻璃的窗框厚度提出新的要求。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种材料稳定性好、节省资源和能耗、制造简单且成本低、安装使用方便、适合大面积推广的散射式调光玻璃。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：

一种散射式调光玻璃，它包括内腔可填充液体的中空玻璃、储液容器、可抽吸液体的泵和可连通或闭合管道的阀门，所述中空玻璃的内腔壁上设有一层可使光线发生漫反射的散射层，所述储液容器内储存有光折射率与所述散射层相同的光学匹配液体，所述储液容器位于所述中空玻璃的上方，所述储液容器的下部通过管道与所述中空玻璃的内腔连通，上部通过管道与所述泵的出口连通，所述泵的入口通过管道与所述中空玻璃的内腔底部连通，所述阀门包括填充阀门和排泄阀门，所述填充阀门位于连通所述储液容器与所述中空玻璃的管道上，所述排泄阀门位于连通所述中空玻璃与所述泵的管道上。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型产品安装简单、使用方便，使用时只需要将储液容器、泵、阀门和管道安装在窗框附近的墙体表面或墙体内腔内即可，当需要中空玻璃透光时，光折射率与所述散射层相同的光学匹配液体在重力作用下通过管道从储液容器内流入中空玻璃的内腔内，由于中空玻璃散射层的光折射系数和光学匹配液体的光折射系数一致，当窗外射的光线射入中空玻璃时，中空玻璃就不会发生漫反射，而呈现透明状态，当不需要中空玻璃透光时，开启泵将中空玻璃内腔内的光学匹配液体抽吸回储液容器中，当窗外射的光线射入中空玻璃时，光线会在漫发射层处发生漫反射，从而减少或防止光线透过玻璃，中空玻璃又重新呈现出不透明状态，从而完成调光功能，与使用电化学器件的电化学调光玻璃和使用透明电极材料的PDLC调光玻璃相比，不仅材料稳定性更好，而且制造简单、成本低，还更加节省资源和能耗，适合大面积推广，而与内置百叶窗的中空玻璃相比，不仅更加美观大方，而且玻璃厚度无需太厚，制作更加简单、成本更低。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

作为本实用新型的一种优选实施方式，它还包括可分别控制所述泵、所述填充阀门和所述排泄阀门开启或关闭的电子控制系统，所述电子控制系统分别与所述泵、所述填充阀门和所述排泄阀门电连接。

采用上述优选方案的有益效果是：通过电子控制系统可以实现泵、填充阀门和排泄阀门的自动开启和关闭，无需手工操作，使用更加方便。

作为本实用新型的另一种优选实施方式，所述中空玻璃包括内外间隔设置的两层玻璃以及将它们密封固定连接并形成内腔的支撑件。

采用上述优选方案的有益效果是：精简结构，制造更加简单、成本更低。

作为本实用新型的另一种优选实施方式，所述中空玻璃的内腔壁上设有至少一层可提高玻璃性能的透明膜层。

采用上述优选方案的有益效果是：可通过增设不同的功能性透明膜层提高中空玻璃的各项性能。

作为本实用新型的另一种优选实施方式，所述中空玻璃的内腔与管道的连接处均设有可防止液体泄漏的密封件。

采用上述优选方案的有益效果是：更好的避免中空玻璃内的液体泄漏。

作为本实用新型的另一种优选实施方式，所述中空玻璃的内腔厚度与其整体厚度之比为1:3-60。

采用上述优选方案的有益效果是：更加结实牢固，制造更加容易。

作为本实用新型的另一种优选实施方式，所述散射层为磨砂层或透明颗粒材料层。

采用上述优选方案的有益效果是：制造更加简单、成本更低，实现光线漫反射的效果更好。

作为本实用新型的另一种优选实施方式，所述透明颗粒材料层的颗粒形状为球形、锥体形或立方体形。

采用上述优选方案的有益效果是：可以根据需要设置不同的形状，球形时效果最佳。

作为本实用新型的另一种优选实施方式，所述泵、所述填充阀门、所述排泄阀和所述储液容器匹配成套，并且至少为两套。

采用上述优选方案的有益效果是：可以根据不同的情况分别通过对应的储液容器、泵、填充阀门和排泄阀向中空玻璃的内腔内填充各种不同的光学匹配液体，选择性更多，使用更加方便，调光性能更好，适用范围更广。

作为本实用新型的另一种优选实施方式，所述电子控制系统至少为两个，且分别与对应所述泵、所述填充阀门和所述排泄阀电连接。

采用上述优选方案的有益效果是：多个电子控制系统可以避免因为电子控制系统损坏而造成所有的泵、填充阀门和排泄阀都不能使用。

附图说明

图1为本实用新型产品的结构示意图；

图2为本实用新型产品中中空玻璃的结构示意图；

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、中空玻璃，2、储液容器，3、泵，4、电子控制系统,5、管道，6、填充阀门，7、排泄阀门，8、玻璃，9、支撑件。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

实施例

如图1、图2所示，一种散射式调光玻璃，它包括内腔可填充液体的中空玻璃1、储液容器2、可抽吸液体的泵3和可连通或闭合管道5的阀门，所述中空玻璃1的内腔壁上设有一层可使光线发生漫反射的散射层，所述散射层最好为磨砂层或透明颗粒材料层，所述透明颗粒材料层的透明颗粒材料可以是透明的陶瓷材料，如TiO2，SiO2等，也可以是有机材料，如PMMA，PVC等，所述透明颗粒材料层的颗粒形状可以为球形、锥体形或立方体形等其他形状，为球形时效果最好。透明颗粒材料在玻璃面上可以为有序排列，也可以是无序排列，首选无序排列，而且透明颗粒材料投影到玻璃表面的面积一般占玻璃表面面积的25%到64%，材料的光折射系数一般在1.3-2.0之间。

所述中空玻璃1可以包括内外间隔设置的两层玻璃8以及将它们密封固定连接并形成内腔的支撑件9，所述中空玻璃1的内腔厚度与其整体厚度之比为1:3-60，玻璃8厚度一般为3-10毫米，中空玻璃1内腔厚度一般为0.1毫米-10毫米。

所述储液容器2内储存有光折射率与所述散射层相同的光学匹配液体，光学匹配液体的PH值一般在6.6到7.5之间，采用的溶剂可以是水、油或甘油等液体，光学匹配液体中可以添加或不添加染色剂，添加染色剂后形成均匀的颜色，更加美观。

所述中空玻璃1的内腔壁上最好设置至少一层可提高玻璃性能的透明膜层，所述透明膜层可以是与光学匹配液体兼容的有机膜层，比如玻璃夹胶，它可以提高玻璃的防爆等安全性能，也可以是与光学匹配液体不浸润的膜层，它可以提高光学匹配液体流入容器后，玻璃面整体的均匀性或避免光学匹配液体在中空玻璃内时产生气泡。

所述储液容器2位于所述中空玻璃1的上方，它的体积最好在100毫升到1升之间，制作材料可以为铝等金属，也可以为塑料等非金属，所述储液容器2的下部通过管道5与所述中空玻璃1的内腔连通，上部通过管道5与所述泵3的出口连通，所述泵3的入口通过管道5与所述中空玻璃1的内腔底部连通，所述中空玻璃1的内腔与管道5的连接处最好都设置可防止液体泄漏的密封件，所述阀门包括填充阀门6和排泄阀门7，所述填充阀门6位于连通所述储液容器2与所述中空玻璃1的管道5上，所述排泄阀门7位于连通所述中空玻璃1与所述泵3的管道5上。

所述泵3、所述填充阀门6、所述排泄阀和所述储液容器2匹配成套，并且为一套或一套以上，当为两套时效果最好。

本实用新型产品还可以增设可分别控制所述泵3、所述填充阀门6和所述排泄阀门7开启或关闭的电子控制系统4，所述电子控制系统4分别与所述泵3、所述填充阀门6和所述排泄阀门7电连接，阀门可以只是机械阀门或电动阀门，机械阀门可以通过电机控制，再通过所述电子控制系统4自动控制，电动阀门可以直接由电子控制系统4自动控制；

当所述泵3、所述填充阀门6、所述排泄阀和所述储液容器2为两套或两套以上时，所述电子控制系统4可以为一个，且分别与全部所述泵3、所述填充阀门6、所述排泄阀和所述储液容器2电连接，也可以为两个或两个以上，每个所述电子控制系统4单独与对应的所述泵3、所述填充阀门6、所述排泄阀和所述储液容器2电连接。

本实用新型产品安装简单、使用方便，使用时只需要将储液容器2、泵3、阀门和管道5安装在窗框附近的墙体表面或墙体内腔内即可，因为中空玻璃1内部的散射层具有微小结构，加之中空玻璃1内腔中的空气的折射系数差，入射光线会感受到微结构而产生漫反射，所以中空玻璃1的初始状态处于不透明状态或调光状态，中空玻璃1初始状态为不透光状态，当需要中空玻璃1透光时，打开填充阀门6，关闭排泄阀门7，光折射率与所述散射层相同的光学匹配液体在重力作用下通过管道5从储液容器2内流入中空玻璃1的内腔内，由于中空玻璃1散射层的光折射系数和光学匹配液体的光折射系数一致，当窗外射的光线射入中空玻璃1时，中空玻璃1就不会发生漫反射，而呈现透明状态，当不需要中空玻璃1透光时，打开排泄阀门7，关闭填充阀门6，开启泵3将中空玻璃1内腔内的光学匹配液体抽吸回储液容器2中，中空玻璃1又重新呈现出不透明状态，从而完成调光功能。

本实用新型产品99%的能耗都是泵3抽送液体的能耗，假设中空玻璃1的内腔厚度为1毫米，每平方米玻璃处于调光状态需要的液体体积是1L，假设液体的密度是2 kg/L，储液容器2处于比中空玻璃1高0.1米的位置，这样泵3需要把液体抽送到储液容器2需要的最低能耗在10J左右，这样的能耗远小于PDLC调光玻璃10分钟需要的能耗。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种散射式调光玻璃，其特征在于，它包括内腔可填充液体的中空玻璃(1)、储液容器(2)、可抽吸液体的泵(3)和可连通或闭合管道(5)的阀门，所述中空玻璃(1)的内腔壁上设有一层可使光线发生漫反射的散射层，所述储液容器(2)内储存有光折射率与所述散射层相同的光学匹配液体，所述储液容器(2)位于所述中空玻璃(1)的上方，所述储液容器(2)的下部通过管道(5)与所述中空玻璃(1)的内腔连通，上部通过管道(5)与所述泵(3)的出口连通，所述泵(3)的入口通过管道(5)与所述中空玻璃(1)的内腔底部连通，所述阀门包括填充阀门(6)和排泄阀门(7)，所述填充阀门(6)位于连通所述储液容器(2)与所述中空玻璃(1)的管道(5)上，所述排泄阀门(7)位于连通所述中空玻璃(1)与所述泵(3)的管道(5)上。

2.根据权利要求1所述的散射式调光玻璃，其特征在于，它还包括可分别控制所述泵(3)、所述填充阀门(6)和所述排泄阀门(7)开启或关闭的电子控制系统(4)，所述电子控制系统(4)分别与所述泵(3)、所述填充阀门(6)和所述排泄阀门(7)电连接。

3.根据权利要求1所述的散射式调光玻璃，其特征在于，所述中空玻璃(1)包括内外间隔设置的两层玻璃以及将它们密封固定连接并形成内腔的支撑件。

4.根据权利要求1所述的散射式调光玻璃，其特征在于，所述中空玻璃(1)的内腔壁上还设有至少一层可提高玻璃性能的透明膜层。

5.根据权利要求1所述的散射式调光玻璃，其特征在于，所述中空玻璃(1)的内腔与管道(5)的连接处均设有可防止液体泄漏的密封件。

6.根据权利要求1所述的散射式调光玻璃，其特征在于，所述散射层 为磨砂层或透明颗粒材料层。

7.根据权利要求6所述的散射式调光玻璃，其特征在于，所述透明颗粒材料层的颗粒形状为球形、锥体形或立方体形。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的散射式调光玻璃，其特征在于，述泵(3)、所述填充阀门(6)、所述排泄阀门(7)和所述储液容器(2)匹配成套，并且至少为两套。