PL223597B1 - Elektrycznie ogrzewany panel szklany oraz sposób jego wytwarzania - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest elektrycznie ogrzewany panel szklany przeznaczony do zastosowania w oknach montowanych w budynkach i pojazdach, oraz do stosowania jako wolnostojący grzejnik. Ponadto przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania elektrycznie ogrzewanego panelu szklanego.

Z opisu patentowego EP 0025755 znane jest okno ogrzewane za pomocą prądu elektrycznego. W jednym z przykładów wykonania przezroczysta tafla szkła jest powleczona powłoką o oporności od 1 do 10 omów. Powłoka połączona jest z zasilającymi listwami zbiorczymi w formie pasków, znajdujących się na krawędziach tafli szkła. Listwy zasilające są wykonane ze srebrnej emalii naniesionej metodą sitodruku.

W walidowanym w Polsce patencie europejskim EP 2274251 ujawniono przezroczyste okno z ogrzewaną powłoką i strukturami przewodzącymi o niskiej impedancji. Okno przeznaczone jest w szczególności do stosowania jako przednia szyba w pojazdach. Przezroczysta szyba z elektrycznie ogrzewaną powłoką rozciąga się na większej części obszaru powierzchni okna i jest elektrycznie połączona z co najmniej dwiema szynami zbiorczymi o niskiej impedancji, leżącymi naprzeciwko siebie. Szyba zawiera co najmniej jedną strukturę przewodzącą, przykrywającą tylko obszar ogrzewania na zewnątrz centralnego pola widzenia. Struktury przewodzące są utworzone jako drukowane równomierne wzory oraz jako linie lub przewody. Struktury przewodzące są drukowane z mającej dobrą przewodność pasty do sitodruku zawierającej srebro.

Stosowane w przedstawionych rozwiązaniach farby i pasty używane do uformowania elementów zasilających zawierają cząstki srebra. W związku z tym, koszt wyprodukowania tafli ogrzewanego elektrycznie szkła jest relatywnie wysoki. Ponadto potrzebny jest długi czas na przeprowadzenie procesu wygrzewania. Konieczność wygrzewania pociąga za sobą zużycie energii elektrycznej, co podraża koszt produkcji oraz wpływa negatywnie na środowisko. Także stosowane w farbach i pastach rozpuszczalniki mają negatywny wpływ na środowisko naturalne.

Celem wynalazku jest uzyskanie elektrycznie ogrzewanego panelu szklanego, którego koszty produkcji będą niskie. Jednocześnie proces wytwarzania panelu szklanego ma być przyjazny dla środowiska naturalnego.

Istotą rozwiązania jest elektrycznie ogrzewany panel szklany składający się z tafli szkła, powleczonej na co najmniej jednej ze stron powłoką przewodzącą prąd o wysokiej oporności, tworzącej pole grzewcze, która połączona jest z listwami zasilającymi wykonanymi z przewodzących metali, znajd ującymi się przy dwóch przeciwległych krawędziach tafli szkła, przy czym listwy zasilające połączone są z przewodami elektrycznymi. Cechą istotną rozwiązania jest to, że listwy zasilające składają się z naniesionej na powłokę przewodzącą metodą zimnego ciśnieniowego natrysku proszku warstwy aluminiowo-cynkowej, oraz naniesioną na nią metodą zimnego ciśnieniowego natrysku proszku warstwy miedziowo-cynkowej.

Ziarno proszku ma wielkość 0,01-0,02 mm. Korzystnie warstwa aluminiowo-cynkowa zawiera od 45% do 55% aluminium oraz od 45% do 55% cynku. Korzystnie warstwa miedziowo-cynkowa zawiera od 65% do 75% miedzi oraz od 25% do 35% cynku. Warstwa aluminiowo-cynkowa ma grubość od 0,09 do 0,11 mm oraz szerokość od 5 do 7 mm. Warstwa miedziowo-cynkowa ma grubość od 0,39 do 0,41 mm oraz szerokość od 5 do 7 mm. Powłoka przewodząca oraz listwy zasilające korzystnie znajdują się po obu stronach tafli szkła. Korzystnie w środkowej części panelu szklanego, między dwoma przeciwległymi krawędziami tafli szkła, przy których mieszczą się listwy zasilające, znajduje się pas niepowleczony powłoką przewodzącą, który otoczony jest listwami izolacyjnymi nieprzewodzącymi prąd, zaś przy krawędziach tafli szkła znajdują się listwy zasilające, do których podłączone są przewody elektryczne połączone z kontrolerem temperatury, przy czym między tymi listwami zasilającymi a listwami zasilającymi, między którymi mieści się pole grzewcze, znajdują się przerwy o szerokości od 4 do 5 mm. Przewody elektryczne podłączone są do kontrolera zasilania. Kontroler temperatury połączony jest przewodem elektrycznym z kontrolerem zasilania. Panel szklany jest powleczony folią laminacyjną.

Sposób wytwarzania elektrycznie ogrzewanego panelu szklanego, w którym taflę szkła powleka się na co najmniej jednej stronie powłoką przewodzącą prąd, a następnie nanosi się na tę warstwę listwy zasilające wykonane z przewodzących metali, charakteryzuje się tym, że w powłoce przewodzącej stanowiącej pole grzewcze wykonuje się laserowe wycięcie pasa, rozciągające się między dwoma przeciwległymi krawędziami tafli szkła, po czym do jego krawędzi montuje się listwy izolacyjne,

PL 223 597 B1 następie przy dwóch przeciwległych krawędziach tafli szkła wykonuje się listwy zasilające metodą zimnego ciśnieniowego natrysku proszku za pomocą dyszy gazodynamicznej. Listwy zasilające wyk onuje się w ten sposób, że najpierw na powierzchnię powłoki przewodzącej nanosi się warstwę proszku aluminiowo-cynkowego o grubości od 0,09 do 0,11 mm oraz szerokości od 5 do 7 mm, a następnie nanosi się warstwę proszku miedziowo-cynkowego o grubości od 0,39 do 0,41 mm oraz szerokości do 5 do 7 mm. Przy nanoszeniu listew zasilających zostawia się przerwy o szerokości od 4 do 5 mm pomiędzy listwami znajdującymi się przy polach grzewczych i pasie. Następnie tafla szkła z naniesionymi listwami zasilającymi podlega myciu, po czym do listew zasilających lutuje się przewody elektryczne połączone z kontrolerem zasilania oraz przewody elektryczne połączone z kontrolerem temperatury. Na koniec cały panel szklany laminuje się.

Korzystnie jako warstwę aluminiowo-cynkową stosuje się proszek zawierający od 45% do 55% aluminium oraz od 45% do 55% cynku, zaś jako warstwę miedziowo-cynkową stosuje się proszek zawierający od 65% do 75% miedzi oraz od 25% do 35% cynku, przy czym grubość ziarna proszku ma wielkość od 0,01 do 0,02 mm. Do produkcji elektrycznie ogrzewanego panelu szklanego korzystnie stosuje się szkło hartowane.

Zaletą rozwiązania według wynalazku jest uzyskanie elektrycznie ogrzewanego panelu szklanego, który dzięki zastosowanemu składowi listew zasilających jest tani w produkcji. Ponadto metoda nanoszenia listew zasilających jest szybka i przyjazna dla środowiska naturalnego. Kolejną zaletą rozwiązania według wynalazku jest zastosowanie zintegrowanego czujnika temperatury umieszczonego na powierzchni panelu szklanego. Dzięki takiemu rozmieszczeniu uzyskany pomiar temperatury jest dokładny.

Przedmiot wynalazku w przykładzie wykonania został przedstawiony na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia widok schematyczny elektrycznie ogrzewanego panelu szklanego, fig. 2 przedstawia fragment przekroju pionowego panelu szklanego ukazujący warstwy listwy zasilającej, fig. 3 ilustruje proces nakładania warstw proszku metodą zimnego ciśnieniowego natrysku.

Elektrycznie ogrzewany panel szklany w przykładzie wykonania składa się z jednowarstwowej i hartowanej tafli szkła 1, która powleczona jest z obu stron powłoką przewodzącą prąd elektryczny 2 o oporności 20 omów. Powłoki przewodzące 2 tworzą pola grzewcze 3. Przy dolnej i górnej krawędzi tafli szkła 1, po obu jej stronach znajdują się listwy zasilające 4 naniesione na powłokę przewodzącą 2. Przepływający między listwami zasilającymi 4 po powłoce przewodzącej 2 o dużym oporze prąd wywołuje nagrzewanie się pola grzewczego 3. Każda z listew zasilających 4 składa się z dwóch warstw. Pierwszą warstwę stanowi naniesiona na powłokę przewodzącą 2 metodą zimnego ciśnieniowego natrysku proszku warstwa aluminiowo-cynkowa 5, w której grubość ziarna proszku wynosi od 0,01 do 0,02 mm. Proszek aluminiowo-cynkowy składa się w z 50% aluminium oraz 50% cynku.

Drugą warstwę stanowi nałożony na pierwszą warstwę metodą zimnego ciśnieniowego natrysku proszku warstwa miedziowo-cynkowa 6, w której proszek również ma ziarno grubości od 0,01 do 0,02 mm. Proszek miedziowo-cynkowy składa się z 70% miedzi oraz 30% cynku. Grubość warstwy aluminiowo-cynkowej 5 wynosi 0,1 mm, zaś warstwy miedziowo-cynkowej 6-0,4 mm. Ogólna grubość każdej z listew zasilających 4 wynosi 0,5 mm. Szerokość każdej z listew zasilających 4 wynosi 6 mm. W środkowej części panelu szklanego, między krawędziami dolną i górną tafli szkła 1, przy których znajdują się listwy zasilające 4 umieszczony jest pas 7. Pas 7 stanowi obszar tafli szkła 1 niepowleczony powłoką przewodzącą 2, który otoczony jest listwami izolacyjnymi 8 nieprzewodzącymi prąd. Przy krawędziach tafli szkła 1 znajdują się listwy zasilające 4. Pomiędzy tymi listwami zasilającymi 4 a listwami zasilającymi 4, między którymi mieści się pole grzewcze 3, znajdują się przerwy o szerokości od 4 do 5 mm. Listwy zasilające 4, między którymi znajdują się pola grzewcze połączone są za pomocą przylutowanych przewodów elektrycznych 2 z kontrolerem zasilania 10, zaś listwy zasilające 4, między którymi znajduje się pas 7, połączone są za pomocą przylutowanych przewodów elektrycznych 9 z kontrolerem temperatury 11 Pas 7 pozbawiony powłoki przewodzącej 2 stanowi czujnik temperatury.

Fragment panelu szklanego pozbawiony powłoki przewodzącej 2 i otoczony listwami izolacyjnymi 2 ma inną oporność, niż fragment tafli szkła 1 powleczony powłoką przewodzącą 2. Gdy nagrzeje się pola grzewcze 3 znajdujące się po obu stronach pasa 7, to nagrzana tafla szkła 1 zmienia swoją oporność na tym fragmencie panelu. Znając wyjściową oporność fragmentu tafli szkła 1 niepowleczonej powłoką przewodzącą 2, można na podstawie zmian oporności tej części panelu szklanego połączonej z kontrolerem temperatury 11 obliczyć zmianę temperatury. Kontroler temperatury 11 przeka4

PL 223 597 B1 zuje informacje o temperaturze panelu szklanego do kontrolera zasilania 10. W przykładzie wykonania panel szklany jest powleczony folią laminacyjną PVB.

Sposób wytwarzania elektrycznie ogrzewanego panelu szklanego w przykładzie wykonania przebiega następująco: Najpierw taflę jednowarstwowego szkła 1 przycina się do żądanego wymiaru, wycina otwory i wycięcia zgodnie z zamówieniem, szlifuje krawędzie, po czym taflę hartuje się. Następnie taflę szkła 1 powleka się po obu stronach powłoką przewodzącą 2 o oporności 20 omów. Po nałożeniu powłoki przewodzącej 2 w środkowej części panelu szklanego wycina się laserowo w powłoce pas 7 rozciągający się między dolną i górną krawędzią tafli szkła 1, po czym przy krawędziach tego pasa 7 montuje się listwy izolacyjne 8. Następnie przy dwóch przeciwległych krawędziach tafli szkła 1, po obu jej stronach wykonuje się listwy zasilające 4 metodą zimnego ciśnieniowego natrysku proszku za pomocą dyszy gazodynamicznej 12. Listwy zasilające wykonuje się w ten sposób, że najpierw na powłokę przewodzącą 2 nanosi się, w celu zwiększenia adhezji listwy zasilającej 4 do powierzchni panelu szklanego, warstwę proszku aluminiowo-cynkowego o grubości 0,1 mm oraz szerokości 6 mm, a następnie na tę warstwę nanosi się warstwę proszku miedziowo-cynkowego o grubości 0,4 mm oraz szerokości 6 mm. Jako warstwę aluminiowo-cynkową 5 stosuje się proszek o składzie 50% aluminium oraz 50% cynku, zaś jako warstwę miedziowo-cynkową 6 stosuje się proszek o składzie 70% miedzi oraz 30% cynku. Grubość zastosowanego ziarna proszku wynosi od 0,01 do 0,02 mm. Przy nanoszeniu listew zasilających 4 zostawia się przerwy o szerokości od 4 do 5 mm między listwami znajdującymi się przy polach grzewczych 3 i pasie 7. Następnie tafla szkła 1 z naniesionymi listwami zasilającymi 4 podlega myciu w celu usunięcia pozostałości proszku aluminiowocynkowego i miedziowo-cynkowego. Po oczyszczeniu do listew zasilających 4 lutuje się przewody elektryczne 9 połączone z kontrolerem zasilania 10 oraz przewody elektryczne 9 połączone z kontrolerem temperatury 11. Na koniec cały panel szklany laminuje się folią laminacyjną PVB.

Claims (13)

1. Elektrycznie ogrzewany panel szklany składający się z tafli szkła, powleczonej na co najmniej jednej ze stron powłoką przewodzącą prąd o wysokiej oporności tworzącej pole grzewcze, która połączona jest z listwami zasilającymi wykonanymi z przewodzących metali, znajdującymi się przy dwóch przeciwległych krawędziach tafli szkła, przy czym listwy zasilające połączone są z przewodami elektrycznymi, znamienny tym, że listwy zasilające (4) składają się z naniesionej na powłokę przewodzącą (2) metodą zimnego ciśnieniowego natrysku proszku warstwy aluminiowo-cynkowej (5) oraz naniesioną na nią metodą zimnego ciśnieniowego natrysku proszku warstwy miedziowo-cynkowej (6).

2. Elektrycznie ogrzewany panel szklany według zastrz. 1, znamienny tym, że ziarno proszku ma wielkość od 0,01 do 0,02 mm.

3. Elektrycznie ogrzewany panel szklany według zastrz. 1, znamienny tym, że warstwa aluminiowo-cynkowa (5) zawiera od 45% do 55% aluminium oraz od 45% do 55% cynku.

4. Elektrycznie ogrzewany panel szklany według zastrz. 1, znamienny tym, że warstwa miedziowo-cynkowa (6) zawiera od 65% do 75% miedzi oraz od 25% do 35% cynku.

5. Elektrycznie ogrzewany panel szklany według zastrz. 1, znamienny tym, że warstwa aluminiowo-cynkowa (5) ma grubość od 0,09 do 0,11 mm oraz szerokość od 5 do 7 mm.

6. Elektrycznie ogrzewany panel szklany według zastrz. 1, znamienny tym, że warstwa miedziowo-cynkowa (6) ma grubość od 0,39 do 0,41 mm oraz szerokość od 5 do 7 mm.

7. Elektrycznie ogrzewany panel szklany według zastrz. 1, znamienny tym, że powłoka przewodząca (2) oraz listwy zasilające (4) znajdują się po obu stronach tafli szkła (1).

8. Elektrycznie ogrzewany panel szklany według zastrz. 1, znamienny tym, że w środkowej części panelu szklanego, między dwoma przeciwległymi krawędziami tafli szkła (1), przy których mieszczą się listwy zasilające (4), znajduje się pas (7) niepowleczony powłoką przewodzącą (2), który otoczony jest listwami izolacyjnymi (8) nieprzewodzącymi prąd, zaś przy krawędziach tafli szkła (1) znajdują się listwy zasilające (4), do których podłączone są przewody elektryczne (9) połączone z kontrolerem temperatury (11), przy czym między tymi listwami zasilającymi (4) a listwami zasilającymi (4), miedzy którymi mieści się pole grzewcze (3), znajdują się przerwy o szerokości od 4 do 5 mm.

9. Elektrycznie ogrzewany panel szklany według zastrz. 1, znamienny tym, że przewody elektryczne (9) podłączone są do kontrolera zasilania (10).

PL 223 597 B1

10. Elektrycznie ogrzewany panel szklany według zastrz. 1, znamienny tym, że panel szklany jest powleczony folią laminacyjną.

11. Sposób wytwarzania elektrycznie ogrzewanego panelu szklanego, w którym taflę szkła powleka się na co najmniej jednej stronie powłoką przewodzącą prąd, a następnie nanosi się na tę warstwę listwy zasilające wykonane z przewodzących metali, znamienny tym, że w powłoce przewodzącej (2) stanowiącej pole grzewcze (3) wykonuje się laserowe wycięcie pasa (7) rozciągające się między dwoma przeciwległymi krawędziami tafli szkła (1), po czym przy krawędziach montuje się listwy izolacyjne (8), następie przy dwóch przeciwległych krawędziach tafli szkła (1) wykonuje się listwy zasilające (4) metodą zimnego ciśnieniowego natrysku proszku za pomocą dyszy gazodynamicznej (12), przy czym najpierw na powierzchnię powłoki przewodzącej (2) nanosi się warstwę proszku aluminiowo-cynkowego o grubości od 0,09 do 0,11 mm oraz szerokości od 5 do 7 mm, a następnie nanosi się warstwę proszku miedziowo-cynkowego o grubości od 0,39 do 0,41 mm oraz szerokości od 5 do 7 mm, przy czym przy nanoszeniu listew zasilających (4) zostawia się przerwy o szerokości od 4 do 5 mm między listwami znajdującymi się przy polach grzewczych (3) i pasie (7), po czym tafla szkła (1) z naniesionymi listwami zasilającymi (4) podlega myciu, a następnie do listew zasilających (4) lutuje się przewody elektryczne (9) połączone z kontrolerem zasilania (10), oraz przewody elektryczne (9) połączone z kontrolerem temperatury (11), po czym cały panel szklany laminuje się.

12. Sposób według zastrz. 11, znamienny tym, że jako warstwę aluminiowo-cynkową (5) stosuje się proszek zawierający od 45% do 55% aluminium oraz od 45% do 55% cynku, zaś jako warstwę miedziowo-cynkową (6) stosuje się proszek zawierający od 65% do 75% miedzi oraz od 25% do 35% cynku, przy czym grubość ziarna proszku ma wielkość od 0,01 do 0,02 mm.

13. Sposób według zastrz. 11, znamienny tym, że do produkcji elektrycznie ogrzewanego panelu szklanego stosuje się szkło hartowane.