CZ2022228A3 - Topné sklo a skleněná výplň okenní konstrukce toto topné sklo obsahující - Google Patents

Abstract

Topné sklo obsahuje skleněnou tabuli (1), jejíž jedna plocha je opatřena pevným vodivým povlakem z oxidu metalu, který je v podobě sítě (2) s vodivými trasami, kde na alespoň části okraje této sítě (2) jsou vytvořeny dvě kontaktní plochy (3), na niž je umístěna vrstva (4) slitiny zinek-hliník, na niž je umístěna vrstva (5) slitiny zinek-měď. Síť (2) je provedena ve vzdálenosti od okraje skleněné tabule (1). Vrstva (4) slitiny zinek-hliník obsahuje abrazivní částice, a na vrstvě (5) slitiny zinek-měď je uložen vodivý pásek (7) s připojenými elektrickými kontakty (8).

Description

Vynález se týká topného skla a skleněné výplně okenní konstrukce toto topné sklo obsahující.

Dosavadní stav techniky

V současné době je známé elektricky vyhřívané sklo, při jehož výrobě se používá vrstvené sklo, které se vyrábí lisováním za tepla, tzv. triplex. V něm obsažené topné prvky jsou nitě vyrobené ze žáruvzdorných kovů nebo metalizovaná vrstva integrovaná do fólie a umístěné mezi triplexními vrstvami. Když jsou dodávány slabé proudy (12 až 24V), elektrická energie se přeměňuje na tepelnou energii, díky čemuž dochází k ohřevu.

Nevýhodami představeného řešení je, že se technologie vytápění/ohřevu realizuje pouze při použití triplexu, tj. lisovaného trojskla, topné těleso není možné použít bez transformátoru, rozsah ohřevu je omezen na 60 °C nebo 90 °C a vykazuje nízkou stabilitu provozu při poklesech napětí.

Spis RU 2510704 popisuje topné sklo opatřené elektricky vodivým povlakem na bázi oxidu metalu, v němž jsou pomocí laseru vypáleny šestiúhelníky, čímž je vytvořena šestiúhelníková síť. Protilehlé okraje této sítě, respektive skleněné tabule, jsou opatřeny vrstvou slitiny zinek-hliník, na niž je nanesena vrstva slitiny zinek-měď s připojenými elektrickými kontakty. V případě použití skla na vrstvená okna jsou pak mezi skly umístěny rámečky těsnění. Při provozu se uvolňuje průchodem elektrického proudu vodivou vrstvou tepelná energie v infračervené oblasti spektra záření, které je rovnoměrně rozloženo po celé ploše výrobku.

Takové provedení se však ukázalo jako nebezpečné, jelikož rámečky umožňovaly průchod proudu, vrstvy nanesených slitin na sklech nedržely a připojení vodičů nebylo dostatečně efektivní.

Cílem vynálezu je představit takové řešení, které odstraní výše uvedené nedostatky stavu techniky.

Podstata vynálezu

Výše zmíněné nedostatky odstraňuje do značné míry topné sklo obsahující skleněnou tabuli, jejíž jedna plocha je opatřena pevným vodivým povlakem z oxidu metalu, který je v podobě sítě s vodivými trasami, kde na alespoň části okraje této sítě jsou vytvořeny dvě kontaktní plochy, na níž je umístěna vrstva slitiny zinek-hliník, na níž je umístěna vrstva slitiny zinek-měď, jehož podstata spočívá v tom, že síť je provedena ve vzdálenosti od okraje skleněné tabule, vrstva slitiny zinek-hliník obsahuje abrazivní částice, kde abrazivními částicemi je korund a na vrstvě slitiny zinek-měď je uložen vodivý pásek s připojeným elektrickým kontaktem.

Ve výhodném provedení je korund obsažen v množství 2 až 20 %, výhodně 2 až 10 %, hmotnosti směsi.

V jiném výhodném provedení je pásek s vrstvou slitiny zinek-měď propojen lepicí vrstvou a/nebo bodovým pájením.

V jiném výhodném provedení je síť od okraje skleněné tabule vzdálena 1 až 2 cm.

Výše zmíněné nedostatky odstraňuje do značné míry rovněž skleněná výplň okenní konstrukce, jež obsahuje alespoň dvě tabulová skla, jehož podstata spočívá v tom, že alespoň jedno tabulové sklo je topné sklo podle některého z nároků, kde tabulová skla jsou po obvodu vzájemně oddělena

- 1 CZ 2022 - 228 A3 distančním rámečkem, kde mezi tabulovými skly a distančním rámečkem je utěsněná plynová komora, kde distanční rámeček je na vnější straně opatřeným izolačním lepeným těsněním, kde distanční rámeček je ve skleněné výplni uchycen pomocí vrstvy dielektrického tmelu.

Ve výhodném provedení je komora naplněna vzduchem nebo argonem.

V jiném výhodném provedení je distanční rámeček z dielektrického materiálu.

Objasnění výkresů

Vynález bude dále přiblížen pomocí obrázků, kde obr. 1 představuje náhled na topné sklo podle vynálezu, obr. 2 představuje postranní pohled na topné sklo podle vynálezu a obr. 3 představuje skleněnou výplň okenní konstrukce podle vynálezu.

Příklad uskutečnění vynálezu

Topné sklo podle vynálezu, zobrazené na obr. 1 a 2, obsahuje skleněnou tabuli 1, jehož jedna plocha je opatřena pevným vodivým povlakem z oxidu metalu, který je v podobě sítě 2 s vodivými trasami, například v podobě šestihranných ok, která je umístěna ve vzdálenosti od okraje skleněné tabule 1, kde na alespoň části okraje této sítě 2 jsou vytvořeny dvě kontaktní plochy 3, obsahující vrstvu 4 slitiny zinek-hliník s obsahem abrazivních částic, na niž je nanesena vrstva 5 slitiny zinekměď, na niž je uložen vodivý pásek 7 s připojeným elektrickým kontaktem 8.

Kontaktní plochy 3 s vrstvami 4, 5 slitin jsou buď obě umístěny na jedné straně okraje sítě 2, nebo na protilehlých okrajích této sítě 2.

Ve výhodném provedení je abrazivními částicemi korund v množství např. 2 až 20 %, výhodně 2 až 10 % hmotnosti směsi, jež výrazně zlepšují přilnavost při aplikaci.

Výhodně je vodivý pásek 7 vyroben z mědi.

Připojení vodivého pásku 7 je provedeno nanesením lepicí vrstvy a/nebo bodovým pájením.

Materiálem skleněných tabulí 1 může být sklo, tvrzené sklo, triplex a tvarem může být obdélník, kruh, čtverec, mnohoúhelník, o tloušťce minimálně 3 mm.

Výhodně je síť 2 od okraje skleněné tabule 1 vzdálena 1 až 2 cm, a to z toho důvodu, aby byla zajištěna dodatečná bezpečnost a aby se zabránilo úrazu elektrickým proudem v případě mechanického poškození distančního rámečku.

Předmětem vynálezu je i skleněná výplň okenní konstrukce představená na obr. 3, jež obsahuje:

- alespoň dvě tabulová skla 9, kde

- alespoň jedno tabulové sklo 9 je topné sklo podle dříve představeného vynálezu,

- kde tabulová skla 9 jsou po obvodu vzájemně oddělena distančním rámečkem 10, který vytváří mezi tabulovými skly 9 utěsněnou plynovou komoru 11, a který je na vnější straně opatřeným izolačním lepeným těsněním na obrázku nezobrazeným, přičemž

- komora 11 je naplněna vzduchem nebo argonem pro snížení tepelné vodivosti.

- 2 CZ 2022 - 228 A3

Komor 11 může být vytvořeno i více v závislosti na počtu tabulových skel 9, například i dvě, při použití dvou krajních tabulových skel a jednoho středového tabulového skla.

Některé z tabulových skel 9, může být výhodně tvořeno dvěma k sobě přisazenými paralelními skly, mezi nimiž je výhodně umístěna elektrochromní vrstva.

Výhodně je některé ze skel opatřeno nízko emisním povlakem nebo stmívatelnou fólií, tzv. smart fólií, a to jak v prostoru mezi dvěma paralelními skly, tak i v prostoru uvnitř komory 11.

Izolační a lepicí těsnění jsou výhodně vyrobeny z isobutylu, který má potřebné vlastnosti proti pronikání vlhkosti a oxidaci použitých kovových slitin.

Pro utěsnění jsou používány především dielektrické tmely. Je vyloučeno použití tmelů na butylové nebo jiné bázi, při jejichž výrobě se používají elektricky vodivé přísady, což umožňuje zabránit jejímu kontaktu s vodivou stranou skla a v důsledku toho nepřípustnému zahřívání tělesa těsnicí vrstvy.

Distanční rámeček 10 je z dielektrického materiálu, který vylučují možnost jeho zkratu s vodivou sběrnicí (přípojnici/dráhou) nebo pájecími body a také přispívají ke správnému průtoku proudu po vodivých drahách sítě 2.

Distanční rámeček 10 je ve skleněné výplni uchycen pomocí vrstvy 6 dielektrického tmelu. Tento tmel je konkrétně umístěn ve styčné ploše mezi distančním rámečkem 10 a tabulovým sklem 9, a to ať už přímo, tak i nepřímo. Variantou je tedy i umístění tohoto tmelu do styčné plochy mezi distančním rámečkem 10 a síť 2.

Výroba topného skla podle vynálezu je následující:

Před tím, než je sklo podrobeno standardnímu temperovacímu postupu, je provedeno jeho zkosení, aby se dále uvolnily napěťové body. Poté se sklo zahřeje na teplotu 650 až 680 °C a následně rychle rovnoměrně ochladí vzduchem. V důsledku takové úpravy se v povrchových vrstvách skla vytvářejí zbytková mechanická tlaková napětí, která zajišťují jeho zvýšenou mechanickou pevnost, tepelnou odolnost a bezpečnost v případě destrukce. Následně se na sklo nanese pevný vodivý povlak, jež je na povrch pod tlakem nastříkán.

Po jeho nanesení se za pomoci laseru odstraní vrstva vodivého povlaku po okraji skla a vypálením např. šestiúhelníkových otvorů se vytvoří síť 2 s vodivými trasami.

Po odstranění nežádoucích vrstev vodivého povlaku je nanesena vrstva 4 slitiny zinek-hliník s obsahem abrazivních částic, na níž je následně nanesena vrstva 5 slitiny zinek-měď, na níž je následně nanesena vrstva 6 dielektrického tmelu, na nějž je následně uložen vodivý pásek 7 s připojenými elektrickými kontakty 8.

Vytvoření struktury vodivých drah může být provedeno jak před, tak po procesu temperování skla.

Výhodami topného skla podle vynálezu jsou:

- odstranění efektu studeného okna, ke kterému dochází při minusové venkovní teplotě,

- vytvoření teploty na povrchu skla nad rosným bodem, což vylučuje kondenzaci,

- odrážení tepla v chladném počasí i při vypnutém stavu zpět do místnosti, přičemž v horkém období sklo nepropustí teplo do domu,

- 3 CZ 2022 - 228 A3

- zabránění odposlechu místnosti směrovým laserovým paprskem, jelikož vodivý povlak skla může sloužit jako senzor narušení, a lze jej přímo napojit na zabezpečovací systém a systém chytré domácnosti,

- odolnost před poklesem napětí, zahřátí až na 300 °C a teplotním šokům.

Možné použití topného skla podle vynálezu je následující:

- jako primární nebo sekundární zdroj tepla (například jako bytový infrazářič),

- jako ochrana proti námraze, kdy při zvýšení teploty povrchu okna, sníh a led taje po celém obvodu konstrukce, např. obchodní centra a nákupní centra, skleníkové komplexy, sportovní a sociální zařízení, při jejichž provozu v zimním období existuje možnost zasypání sněhem a vznik kritického sněhového zatížení, zejména v případech, kdy je přístup k čištění takových konstrukcí obtížné. Při použití topného skla, např. pro skleněné střechy, přístřešky, skla pro střešní okna, vozidla apod., je sklo, na jehož povrch je nanesen vodivý povlak, otočeno směrem ven. Přitom může být topné sklo také otočeno směrem ven, aby se zvýšila účinnost ohřevu skla s vodivým povlakem. Jsou tak možné kombinace uspořádání skel s vodivou vrstvou pro blokování tepelné ztráty nebo pro vytápění místnosti a zároveň s řešením problém eliminací sněhové zátěže a námrazy.

- pro těžké dopravní inženýrství (kabiny věžových jeřábů, těžkých vozidel a speciální techniky),

- pro letecký průmysl (sklo navigační věže, sklo kokpitu),

- pro stavba lodí/loďařství (zasklení kapitánské kajuty),

- pro skleníky a zimní zahrady (zasklení a skleněné zastřešení),

- v MHD (vyhřívané zastávky, zastávky MHD, pozemní stanice metra a železnic, termické stanoviště) atd.

Claims (7)

1. Topné sklo obsahující skleněnou tabuli (1), jejíž jedna plocha je opatřena pevným vodivým povlakem z oxidu metalu, který je v podobě sítě (2) s vodivými trasami, kde na alespoň části okraje této sítě (2) jsou vytvořeny dvě kontaktní plochy (3), na níž je umístěna vrstva (4) slitiny zinekhliník, na níž je umístěna vrstva (5) slitiny zinek-měď, vyznačující se tím, že síť (2) je provedena ve vzdálenosti od okraje skleněné tabule (1), vrstva (4) slitiny zinek-hliník obsahuje abrazivní částice, kde abrazivními částicemi je korund, a na vrstvě (5) slitiny zinek-měď je uložen vodivý pásek (7) s připojeným elektrickým kontaktem (8).

2. Topné sklo podle nároku 1, vyznačující se tím, že korund je obsažen v množství 2 až 20 %, výhodně 2 až 10 %, hmotnosti směsi.

3. Topné sklo podle některého z nároků 1 až 2, vyznačující se tím, že vodivý pásek (7) je s vrstvou (5) slitiny zinek-měď propojen lepicí vrstvou a/nebo bodovým pájením.

4. Topné sklo podle některého z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že síť (2) je od okraje skleněné tabule (1) vzdálena 1 až 2 cm.

5. Skleněná výplň okenní konstrukce, jež obsahuje alespoň dvě tabulová skla (9), vyznačující se tím, že alespoň jedno tabulové sklo (9) je topné sklo podle některého z nároků 1 až 4, kde tabulová skla (9) jsou po obvodu vzájemně oddělena distančním rámečkem (10), kde mezi tabulovými skly (9) a distančním rámečkem (10) je utěsněná plynová komora (11), kde distanční rámeček (10) je na vnější straně opatřený izolačním lepeným těsněním, kde distanční rámeček (10) je ve skleněné výplni uchycen pomocí vrstvy (6) dielektrického tmelu.

6. Skleněná výplň okenní konstrukce podle nároku 5, vyznačující se tím, že komora (11) je naplněna vzduchem nebo argonem.

7. Skleněná výplň okenní konstrukce podle některého z nároků 5 nebo 6, vyznačující se tím, že distanční rámeček (10) je z dielektrického materiálu.