NO810996L - Infraroedtreflekterende, lysgjennomtrengelig vindu - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår vinduer som er gjennomtrenge-.lige for synlig lys samtidig som de har kraftig refleksjon av infrarød stråling, og særlig vinduer som er anbrakt mellom varme og kalde omgivelser, såsom i kjøleapparater eller kjølerom.

Vinduer som har minst to ruter med et isolerende

rom derimellom, har vært kjent og benyttet i flere år. Anvendelse av sådanne vinduer tillater store betraktnings-arealer med forholdsvis små mengder av varmestrøm fra en varm omgivelse til en kaldere sammenliknet med om en eneste vindusrute med samme areal ble benyttet.

Vinduer med to ruter pluss isolerende rom har begrenset anvendelighet i kjøleromsdører hvor omgivelsestemperaturen på den ene side av dørens vinduer kan være fra ca. 10° C til ca. 4,5° C mens omgivelsestemperaturen på den andre side er ca. 15,5° C eller høyere, og den varme luft har en forholdsvis høy fuktighet. Disse yttergrenser av temperatur og fuktighet forekommer ofte i forretninger som har selvbetjenings-kjøleseksjoner, f.eks. for drikkevarer, hvor det er ønskelig at kjøleromsdøren har et stort, gjennomsiktig overflateareal. Det viser seg imidlertid ofte at den isolasjon som tilveiebringes av vinduer som har to ruter og isolerende rom derimellom, er utilstrekkelig til å hindre sløring av dørens vindu på grunn av fuktighet som kondenserer fra den varmere omgivelse på den vindusrute hvis overflate grenser til denne omgivelse. Sløring er ikke bare lite pent, men har en tendens til å redusere salget ved at mulige kunder finner det vanskelig å lokalisere ønskede produkter og følge-lig muligens ikke foretar disse innkjøp.

Forsøk på løsninger av det sløringsproblem som forekommer med vinduer med to ruter med et isolerende rom derimellom, har omfattet benyttelse av 1) dørvinduer som har tre ruter med to isolerende rom derimellom, 2) vinduer hvor den rute som grenser til den varmeste omgivelse, oppvarmes for å heve rutens duggpunkt, og 3) vinduer som har en opp-varmet rute, og også en rute som reflekterer infrarød strå-, ling som kommer gjennom den oppvarmede rute, tilbake .i. og gjennom denne rute. Denne refleksjon sies å øke rutens temperatur og reduserer uønsket varmeoverføring inn i den kaldere omgivelse. Hvert av disse forsøk på løsninger har økonomiske ulemper.

Dersom en rute tilføyes til en vinduskonstruksjon, går for det første vekten av konstruksjonen vanligvis opp liksom også omkostningene. En vinduskonstruksjon med tre eller flere ruter er dessuten vanligvis tyngre og mer plass-krevende enn et vindu som har færre ruter, da det viser seg å være en minimal avstand mellom rutene på ca. 0,6 - 1,6 cm som kreves for å tilveiebringe en skikkelig isolasjonsvirk-ning, og denne minimale avstand benyttes vanligvis i dør-vinduer med to ruter.

Elektrisk oppvarmede kjøleromsdør-vinduer er vanligvis mer kostbare å anskaffe og drive enn de ovennevnte dør-vinduer med tre ruter. Disse vinduer er vanligvis mer kostbare å fremstille enn vinduene ifølge den foreliggende oppfinnelse eller andre ikke-elektrisk oppvarmede vinduer, på grunn av den ekstra ledningsføring som må være både på ruten og i resten av vinduet og døren, og omkostningene for den elektrisitet som er nødvendig for å oppvarme rutene, er en vedvarende, fast utgift.

Ifølge oppfinnelsen er det tilveiebrakt et infra-rødtreflekterende, lysgjennomtrengelig vindu som omfatter i det minste en første rute og en andre rute. Disse to ruter, en mellomliggende avstandsanordning og en del av overflaten av en tetningsanordning som er festet rundt rutenes kantpartier, avgrenser minst ett isolerende rom derimellom. En første overflate av den første rute grenser til en varm omgivelse, mens en første overflate av den andre rute grenser til en kald omgivelse. De andre overflater av.disse to ruter vender mot og grenser fortrinnsvis til det isolerende rom. Disse vinduer har dessuten minst to belagte ruteoverflater som er beliggende mellom de overflater som grenser til de varme og kalde omgivelser, idet hver av de belagte overflater reflekterer minst ca. 50 % av infrarød stråling som innfaller på disse.

Tilstedeværelsen av to belagte overflater av hvilke hver reflekterer minst ca. 50 % av den innfallende, infra- røde stråling, er kritisk for vinduene ifølge den foreliggende oppfinnelse.

En fordel med vinduene ifølge oppfinnelsen er at

de har anti-slørende egenskaper som kan sammenliknes med tyngre kjøleromsvinduer som har én ytterligere rute og ett ytterligere isolerende rom.

En annen fordel med oppfinnelsen er at det ikke er nødvendig å anvende elektrisk oppvarmede dører for å oppnå

et ikke-slørende kjøleromsvindu.

En ytterligere fordel med vinduene ifølge oppfinnelsen er at de er mindre kostbare å fremstille enn vinduer som har sammenliknbare anti-sløringsegenskaper.

Vinduet ifølge oppfinnelsen er kjennetegnet ved i patentkravene angitte, karakteriserende trekk.

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere i det følgende

i forbindelse med utførelseseksempler under henvisning til tegningen, der fig. 1'er et tverrsnittsbilde som viser en første utførelse av oppfinnelsen, og fig. 2 er et tverrsnittsbilde som viser en annen utførelse av oppfinnelsen.

Selv om den foreliggende oppfinnelse kan utføres

i mange forskjellige former, er foretrukne utførelser av oppfinnelsen vist på tegningen og vil bli beskrevet i det etterfølgende. Det er imidlertid underforstått at den foreliggende beskrivelse må betraktes som en eksemplifisering av prinsippene ifølge oppfinnelsen og ikke er ment å begrense oppfinnelsen til de viste utførelser.

I den etterfølgende beskrivelse benyttes tosifrede tall til å henvise til den utførelse som er vist på fig. 1

og til de elementer i utførelsen på fig. 2 som er de samme eller funksjonelt ekvivalente med tilsvarende elementer på fig. 1. Tresifrede tall i 100-serien benyttes til å henvise til elementer i den på fig. 2 viste utførelse som ikke er til stede i utførelsen på fig. 1.

Ifølge oppfinnelsen er det tilveiebrakt infrarødt-eller.varmereflekterende, lysgjennomtrengelige vinduer som er særlig nyttige når de plasseres mellom varme og kalde omgivelser. Disse vinduer har anti-slørende egenskaper når de benyttes på kjøleromsdører, og de er overlegne i forhold til vinduer som har det samme antall og dimensjoner av ruter og isolerende rom som ikke reflekterer varme på denne måte. Vinduene ifølge oppfinnelsen har anti-slørende egenskaper som kan sammenliknes med kjøleromsvinduer som har én rute og ett isolasjonsrom mer enn de foreliggende vinduer. Disse anti-sløringsegenskaper oppnås ved innbygging i vinduet av minst to varme- eller infrarødtreflekterende ruteoverflater av hvilke hver vil reflektere minst ca. 50 % av den infrarøde stråling som innfaller på disse.

Disse reflekterende belegg viser seg å virke på minst to innbyrdes beslektede måter for å forbedre vinduenes virkemåte. Ved å reflektere varme som utstråles fra den varme omgivelse, tilbake mot den varme omgivelse, når for det første mindre varme frem til kjølerommets innside, og følgelig forbrukes mindre effekt for å avkjøle kjølerommets innhold. Denne reflekterte varme virker også slik at den oppvarmer ytterligere ruten på den side som grenser til den varme omgivelse, da noe varme absorberes av ruten hver gang den infrarøde stråling passerer gjennom denne. De varme-ref lekterende overflatebelegg på ruten har for det andre en tendens til å redusere den termiske kontakt (eller ledning) mellom de varme og kalde omgivelser.

På fig. 1 er vist et tverrsnittsbilde av én utførel-se av oppfinnelsen som er generelt betegnet med henvisningstallet 10. Det varme- eller infrarødtreflekterende vindu 10 omfatter minst to ruter (vist med overdreven tykkelse), en første rute 12 og en andre rute 14, som er innbyrdes adskilt i flate-mot-flate-forbindelse ved hjelp av en mellomliggende avstandsanordning 41, og som er avtettet rundt rutenes kantpartier med en tetningsanordning 40. Avstandsanordningen og tetningsanordningen kan være adskilte som vist på fig. 1 og 2, eller de kan være fremstilt i ett stykke, slik det er kjent i teknikken.

Rutene 12 og 14 og en del av avstandsholderens 41 indre overflate 42 avgrenser et isolerende rom 30 derimellom. Det isolerende rom 30 er fortrinnsvis fylt av tørr luft eller en annen tørr gass, såsom nitrogen. Det isolerende rom 3 0 kan også være delvis evakuert.

Den første rute 12 har en første overflate 16 som støter opp til eller grenser til en varm omgivelse, mens den andre rute 14 har en første overflate 20 som grenser til en kald omgivelse. Den andre overflate 18 av den første rute 12 vender mot det isolerende rom, liksom også den andre overflate 22 av den andre rute 14. Slik som vist på fig. 1, er fortrinnsvis de andre overflater av de første og andre ruter tilgrensende til et isolerende område, såsom det isolerende rom 3 0.

Vinduene ifølge oppfinnelsen inneholder varmereflekterende belegg 50 (beskrives nedenfor) på overflatene av minst to av sine ruter. Hver av disse belagte overflater reflekterer minst ca. 50 % av den infrarøde stråling som er innfallende på overflaten.

Det varmereflekterende belegg 50 kan befinne seg på hvilken som helst overflate av vindusruten. Det foretrekkes imidlertid at de varmereflekterende belegg 50 ikke befinner seg på vinduenes ytre overflater, såsom de første overflater 16 og 20 av de første og andre ruter 12 hhv. 14. Det foretrekkes i stedet at de varmereflekterende belegg 50 befinner seg mellom de ytre ruteoverflater (f.eks. overflatene 16 og 20) og på det indre av vinduet. Grunnene til denne preferanse stammer overveiende fra et ønske om å sikre overflate-beleggenes integritet ved å anbringe beleggene på vinduets indre hvor de ikke lett kan oppskrapes, og også fra det kjente faktum at det oppnås liten forbedring i reduksjonen av varmestrøm når et varmereflekterende belegg befinner seg på den ytre ruteoverflate av vinduets varme omgivelsesside, på grunn av lednings-varmetap.

De varmereflekterende belegg 50 (vist med overdreven tykkelse) på det vindu som er vist på fig. 1, er vist i deres foretrukne, indre posisjoner på de andre overflater 18 og 20 av de første og andre ruter 12 hhv. 14.

En annen utførelse av oppfinnelsen er vist på fig.

2 og generelt betegnet med henvisningstallet 170. Dette vindu inneholder en første rute 12, en andre rute 14 og en . tredje rute 160, og disse ruter og partier av de indre overflater 42 av den omgivende pakning 40 avgrenser to isolerende

rom 30 mellom de tre ruter.

Vinduet på fig. 2 har tre reflekterende belegg 50 som er anbrakt på den andre overflate 18 av den første rute 12 og på begge overflater 162 og 164 av den tredje rute 160. Det skal påpekes at de varmereflekterende, belagte overflater i et vindu med tre ruter ikke trenger å være fordelt som vist på fig. 2, og kan være fordelt på en måte som er forskjellig fra den viste. Imidlertid er minst to overflater med varme-eller infrarødtreflekterende belegg nødvendige pr. vindu ifølge oppfinnelsen. Det foretrekkes at de varmereflekterende, belagte overflater er beliggende nærmest den rute som grenser til den varme omgivelse (rute 12), slik at så lite varme som mulig vil bygge seg opp i den rute som ligger nær den kalde omgivelse. I foretrukket praksis har således den andre overflate 18 av den første rute 12 og i det minste den første overflate 164 av den tredje rute 160 reflekterende belegg. Idet de reflekterende overflater holdes nærmest den rute som grenser til den varme omgivelse, anbringes fortrinnsvis et tredje reflekterende belegg på den andre overflate 162 av ruten 160, og dette er vist på fig. 2. De nødvendige to varmereflekterende, belagte overflater for et vindu som har tre ruter, kan befinne seg på de første og andre overflater 20 hhv. 22 av den andre rute 14, eller på hvilke som helst tre indre overflater av vinduet.

Rutene i vinduene ifølge oppfinnelsen er fortrinnsvis, fremstilt av glass, og dette glass er av sikkerhetsgrun-ner fortrinnsvis varmeforsterket eller herdet. Rutene kan også bestå helt eller delvis av plast, såsom polycarbonat eller polymethylmethacrylat, slik det er kjent innen teknikken. I foretrukket praksis er rutene enkelt-tykkelser av glass, såsom plateglass eller såkalt "float"-glass.

En "rute", slik dette utrykk benyttes her, kan også bestå av én eller flere ruter av plast med eller uten et mellomliggende plastlag, såsom polyvinylbutyral, hvilke ruter eventuelt kan være klebet sammen for å danne en en-hetskonstruksjon. Et eksempel på en sådan enhetskonstruk- • sjon.er det såkalte "sikkerhets"-glass som ofte benyttes i bilfrontruter og er fremstilt av to plater av glass med et

plastklebemiddel, såsom polyvinylbutyral, derimellom.

Vinduene ifølge oppfinnelsen er fortrinnsvis gjennomtrengelige eller i hovedsaken gjennomtrengelige for synlig lys. Uttrykkene "gjennomtrengelig" og "i hovedsaken gjennomtrengelig" benyttes her i den betydning at et vindu i en bil eller et hus er gjennomsiktig, dvs. at selv om noe synlig lys absorberes og/eller reflekteres av vinduet, vil en person som ser gjennom slike vinduer, knapt merke at overføringen av synlig lys er noe redusert sammenliknet med overføringen gjennom luft..

Varme- eller infrarødtreflekterende belegg er stort sett tidligere kjent i teknikken. Det er således kjent at metalliske belegg, såsom kobber og gull, og metalloxydbelegg, såsom tinnoxyd og liknende, vil reflektere infrarød stråling samtidig som de selv er gjennomtrengelige for synlig lys eller i det vesentlige gjennomtrengelige. Selv om varme-ref leks jonsegenskapene til disse belegg er stort sett kjente, var det ikke tidligere kjent eller antydet at utnyttelse av vinduer med minst to overflater som har belegg som reflekterer minst ca. 50 % av infrarød stråling som innfaller på disse, ville frembringe vinduer med ikke-slørende egenskaper på liknende måte som vinduer med en ytterligere rute og isolasjonsrom.

Selv om flere varmereflekterende belegg er nyttige her, foretrekkes belegg som er fremstilt av tinnoxyd. Denne preferanse stammer fra betraktninger angående omkostninger, lettvint håndtering, overføring av synlig lys og refleksjon av infrarød stråling. Tinnoxydbelegg, såsom de som benyttes her, er i seg selv gamle i den grad det gjelder deres kje-miske bestanddeler og anvendelsesmetqder.

I tillegg til selve tinnet kan mindre mengder av andre metallioner, såsom indium eller antimon, inkorporeres i beleggblandingene og derfor i beleggene. Inkorporering av disse ytterligere metallioner "doper" eller forurenser beleggene ytterligere, øker deres elektriske ledningsevne (senker motstanden) og forbedrer dermed den infrarøde refleksjons-faktor, slik det er kjent. Det skal bemerkes at de tinnoxydbelegg som benyttes her og er kjente i teknikken, ikke er rent tinnoxyd,' men selv er dopet med små mengder av tinn som

kan være i forskjellige oxydasjonstilstander.

Det foretrukne varmereflekterende belegg av tinnoxyd har en tykkelse på minst ca. 1200 Å (Ångstrom), og fortrinnsvis ca. 2500 - 3000 Å. Disse belegg har dessuten motstander som fortrinnsvis er høyst ca. 90 ohm pr. "square"

(dvs. ca. 10 Q./ m med én "square" = 9,29 m ) , og fortrinnsvis ca. 5,5 9,/ m 2. Belegg med ovennevnte tykkelser og motstander er blitt fremstilt tidligere. Det var imidlertid ikke kjent eller antydet at sådanne belegg ville være nyttige i seg selv til å stoppe eller redusere sløring i vinduer, såsom de som er nyttige i kjøleromsdører slik som beskrevet foran.

Man har funnet at belegg-lag som påføres homogent og har en tykkelse på ca. 1200 Å eller en motstand på ca. 10 Q/ m , vil ha refleksjonsfaktorer for infrarødt (området 2,5 - 15 ym) som i gjennomsnitt er minst ca. 50 % over hele dette infrarøde spektralområde. Gjennomsnittlige infrarødt-ref leks jonsf aktorer for belegg som har den mer foretrukne motstand på ca. 5,5 og den foretrukne tykkelse på ca. 2500 - 3000 Å, kan være opp til ca. 60 - 70 %.

De varmereflekterende belegg-blandinger påføres fortrinnsvis på rutene ved påsprøyting" av en passende oppløs-ning på disse. I foretrukket praksis er rutene av glass, og de sprøytes med beleggblandingene når glasset har en temperatur på ca. 430 - 675° C. Denne sprøyting finner normalt sted etter at glasset er kommet ut fra en ovn, og metodene er kjente i teknikken.

For å demonstrere effektiviteten av vinduene ifølge oppfinnelsen, ble det konstruert to kjøleromsdører ved benyttelse av materialer av i hovedsaken identiske dimensjoner. Vinduene i disse dører hadde den generelle konstruksjon som er vist på fig. 1, bortsett fra at det ene vindu ikke hadde noe infrarødt-reflekterende belegg, mens den andre var fremstilt i overensstemmelse med oppfinnelsen og hadde to ruter som var belagt slik som vist på fig. 1.. Dørene ble begge fastgjort til et eneste kjølerom. Med en temperatur i den kalde omgivelse (inne i kjølerommet) på 0,5° C, og en temperatur i den varme omgivelse (romtempera-tur) på 25,5° C med en relativ fuktighet på 65 %, hadde det dørvindu som var fremstilt i overensstemmelse med oppfinnelsen, ingen sløring eller synlig kondensasjon, mens det dør-vindu som var fremstilt av ruter som ikke var belagt med et varmereflekterende lag, ble sløret. Til sammenlikning ville et treruters dørvindu med to isolerte luftrom bli sløret ved en relativ fuktighet på ca. 6 4 % med en kjøleromstemperatur på ca..0,5° C og en romstemperatur på ca. 25,5° C.

Claims (9)

1. Varmereflekterende, lysgjennomtrengelig vindu for anbringelse mellom varme og kalde omgivelser, omfattende minst en første rute, en andre rute, en mellomliggende anordning for adskillelse av rutene, og en tetningsanordning som er festet rundt rutenes kantpartier og avgrenser minst ett isolerende rom, idet den første rute har en første overflate som grenser til den varme omgivelse, og den andre rute har en første overflate som grenser til den kalde omgivelse, og de første og andre ruter hver har andre overflater som vender mot det isolerende rom, karakterisert ved at det har minst to belagte ruteoverflater, idet hver av de belagte ruteoverflater reflekterer minst ca. 50 % av in-frarød stråling som faller inn på disse, idet de belagte overflater er beliggende mellom de nevnte overflater som grenser til de varme og kalde omgivelser.

2. Vindu ifølge krav 1, karakterisert ved at de nevnte overflater som hver reflekterer minst ca.

50 % av innfallende, infrarødt lys, er de nevnte andre overflater av de første og andre ruter, og at de nevnte overflater grenser til det isolerende rom.

3. Vindu ifølge krav 1, karakterisert ved at det omfatter en tredje rute som er beliggende mellom og adskilt fra de første og andre ruter, idet kantpartiene av den tredje rute er avtettet ved hjelp av den nevnte tetningsanordning, idet den tredje rute har minst én av de nevnte overflater som reflekterer ca. 50 % av infrarød stråling som innfaller på denne.

4. Varmereflekterende, lysgjennomtrengelig vindu for anbringelse mellom varme og kalde omgivelser, omfattende minst en første rute, en andre rute, en mellomliggende anordning for adskillelse av rutene, og en tetningsanordning som er festet rundt rutenes kantpartier og avgrenser minst ett isolerende rom, idet den første rute har en første overflate som grenser til den varme omgivelse, og en andre overflate som grenser til det isolerende rom, og den andre rute har en første overflate som grenser til den kalde omgivelse, og en andre overflate som grenser til det isolerende rom, karakterisert ved at de andre overflater av de første og andre ruter er belagt med et infrarødt-reflekterende belegg, idet hver av de belagte overflater reflekterer minst ca. 50 % av det infrarøde lys som faller inn på disse.

5. Vindu ifølge krav 4, karakterisert ved at det infrarødt-reflekterende belegg består av tinnoxyd som danner et lag med en tykkelse på minst ca. 1200 Å.

6. Vindu ifølge krav 5, karakterisert ved at det infrarødt-reflekterende belegg består av tinnoxyd som danner et lag med en tykkelse på ca. 2500 - 3000 Å.

7. Vindu ifølge krav 4, karakterisert ved at det infrarødt-reflektereride belegg består av tinnoxyd med en motstand på høyst ca. 10 °,/m .

8. Vindu ifølge krav 7, karakterisert ved at det infrarødt-reflekterende belegg består av tinnoxyd med en motstand på ca. 5,5 fi/m 2.

9. Varmereflekterende, lysgjennomtrengelig kjøleroms-dørvindu for anbringelse mellom vamre og kalde omgivelser, omfattende en første rute, en andre rute, en mellomliggende anordning for adskillelse av rutene, og en tetningsanordning som er festet rundt rutenes kantpartier og. avgrenser et isolerende rom, idet den første rute har en første overflate som grenser til den varme omgivelse, og en andre overflate som grenser til det isolerende rom, og den andre rute har en første overflate som grenser til den kalde omgivelse, og en andre overflate som grenser til det isolerende rom, karakterisert ved at de andre overflater av de første og andre ruter hver har et infrarø dt-reflekterende belegg bestående av tinnoxyd som danner et.lag med en tykkelse på ca. 2500 - 3000 Å, og har en motstand på minst ca.

5,5 f2/m <2> .