RU2533698C1

RU2533698C1 - Window glass block-electric generator

Info

Publication number: RU2533698C1
Application number: RU2013116599/12A
Authority: RU
Inventors: Владимир Сергеевич Ежов; Наталья Евгеньевна Семичева; Александр Андреевич Панин; Александр Геннадьевич Смирнов; Артем Сергеевич Красников
Priority date: 2013-04-11
Filing date: 2013-04-11
Publication date: 2014-11-20
Also published as: RU2013116599A

Abstract

FIELD: construction.

SUBSTANCE: window glass block-electric generator comprises the first external and the second internal glasses, having internal and external surfaces with edge section, a frame consisting of hollow profile, between the side walls of which and internal surfaces of the first and second glasses the layers of sealant or gasket from non-yielding polymeric material are placed, in an internal air cavity between the first and the second glasses the zigzag rows are located that are pair wire sections made from different metals M1 and M2, soldered by their ends to each other, forming elements arranged so that seams of the ends of pair wire sections are bent at an angle 90°, pressed to the internal surface of glasses and are coated with the layer of sealant, the boundary wire sections of the boundary zigzag rows are connected through electric wires to unipolar electric charge collectors located on the external surface of side walls, which, in turn, are connected to the electric accumulator.

EFFECT: improvement of efficiency of window glass block-electric generator.

6 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к строительству и может быть использовано при изготовлении оконных ограждений с целью утилизации теплопотерь, тепла и холода наружного воздуха в летний и зимний периоды для получения электрической энергии.The present invention relates to construction and can be used in the manufacture of window railings with the aim of utilizing heat loss, heat and cold outside air in the summer and winter periods to produce electrical energy.

Известен створчатый элемент оконного блока, состоящий из двух или более листов стекла, соединенных между собой по контуру дистанционной рамкой, в пазу которой установлена предназначенная для закрепления створки в раме оконного блока фурнитура, и прикрепленных с наружной стороны стекол, по их контуру наличников рамочной конструкции, закрывающих наружный и внутренний притворы оконного блока, при этом, как правило, в пазу закрывающего внутренний притвор наличника установлено уплотнение [Патент РФ №2461696, М. кл. Е06В 9/00, 2012].A casement element of a window block is known, consisting of two or more sheets of glass interconnected by a distance by a distance frame, in the groove of which is a fitting designed to fasten the casement in the frame of the window block, and glass attached on the outside, along their contour of the platbands of the frame structure, closing the external and internal narthex of the window unit, while, as a rule, a seal is installed in the groove of the casing closing the narthex [RF Patent No. 2461696, M. cl. ЕВВ 9/00, 2012].

Основными недостатками известного оконного стеклоблока являются сложная конструкция узла стыковки кромки листов стекол с рамой и невозможность утилизации теплопотерь через оконное ограждение, тепла и холода наружного воздуха в летний и зимний периоды для получения электрической энергии, что снижает его надежность и эффективность.The main disadvantages of the known window glass block are the complex design of the unit for joining the edge of the glass sheets with the frame and the inability to utilize heat loss through the window fencing, heat and cold of the outside air in the summer and winter periods to produce electrical energy, which reduces its reliability and efficiency.

Более близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является оконный блок с многослойным застеклением, содержащий первое стекло, имеющее внутреннюю поверхность с кромочным участком и внешнюю поверхность с кромочным участком, второе стекло, имеющее внутреннюю поверхность с кромочным участком и внешнюю поверхность с кромочным участком, дистанционную раму, состоящую из полого профиля, выполненного с возможностью заполнения влагопоглощающим материалом, ограниченным, по меньшей мере, двумя боковыми стенками и задней стенкой, которая сообщается с промежутком между окнами, причем между боковыми стенками полого профиля и внутренними поверхностями первого и второго стекол располагают слои клея-герметика или прокладки из нетекучего полимерного материала [Патент РФ №2413828, МПК Е06В 3/66, 2011].Closer in technical essence to the present invention is a multilayer glazed window unit comprising a first glass having an inner surface with an edge portion and an outer surface with an edge portion, a second glass having an inner surface with an edge portion and an outer surface with an edge portion, a distance frame consisting of a hollow profile made with the possibility of filling with a moisture-absorbing material bounded by at least two side walls and a rear wall d, which communicates with a gap between the windows, and between the side walls of the hollow profile and the inner surfaces of the first and second glasses there are layers of adhesive-sealant or gaskets made of non-flowing polymeric material [RF Patent No. 2413828, IPC Е06В 3/66, 2011].

Основным недостатком известного оконного блока является невозможность утилизации теплопотерь через оконное ограждение, тепла и холода наружного воздуха в летний и зимний периоды для получения электричества, что снижает его эффективность.The main disadvantage of the known window unit is the inability to utilize heat loss through the window fence, heat and cold outside air in the summer and winter periods to generate electricity, which reduces its efficiency.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение эффективности оконного стеклоблока-электрогенератора.The technical result of the invention is to increase the efficiency of the window glass block-electric generator.

Технический результат достигается оконным стеклоблоком-электрогенератором, содержащим первое наружное и второе внутреннее стекла соответственно, имеющие внутреннюю и внешнюю поверхности с кромочным участком, дистанционную раму, состоящую из полого профиля, между боковыми стенками которого и внутренними поверхностями первого и второго стекол располагаются слои клея-герметика или прокладки из нетекучего полимерного материала, во внутренней воздушной полости между первым и вторым стеклами расположены зигзагообразные ряды, представляющие собой парные проволочные отрезки, выполненные из разных металлов M1 и М2, спаянные на концах между собой, образуя элементы, устроенные таким образом, что спаи концов парных проволочных отрезков согнуты под углом 90°, прижаты к внутренней поверхности стекол и покрыты слоем клея-герметика, средние части проволочных отрезков расположены в замкнутой воздушной полости, несколько зигзагообразных рядов образуют секции, крайние проволочные отрезки крайних зигзагообразных рядов которых соединены электропроводами с однополюсными коллекторами электрических зарядов, расположенных на наружной поверхности боковых стенок, которые, в свою очередь, соединены с электрическим аккумулятором.The technical result is achieved by a glass window-electric generator containing the first outer and second inner glasses, respectively, having an inner and outer surface with an edge portion, a distance frame consisting of a hollow profile, between which the side walls and the inner surfaces of the first and second glasses are adhesive-sealant layers or gaskets made of a non-flowing polymeric material, in the inner air cavity between the first and second glasses there are zigzag rows, representing paired wire segments made of different metals M1 and M2, soldered at the ends between themselves, forming elements arranged in such a way that the junctions of the ends of the pair of wire segments are bent at an angle of 90 °, pressed against the inner surface of the glass and covered with a layer of adhesive-sealant , the middle parts of the wire segments are located in a closed air cavity, several zigzag rows form sections, the extreme wire segments of the extreme zigzag rows of which are connected by electric wires to a unipolar collector E electrical charges located on the outer surfaces of the side walls which, in turn, connected to an electric accumulator.

На фиг.1-6 представлен предлагаемый оконный стеклоблок-электрогенератор (ОСБЭГ): на фиг.1-3 - общий вид и разрезы, на фиг.4-6 - основные узлы ОСБЭГ.Figure 1-6 shows the proposed window glass block-generator (OSBEG): figure 1-3 - General view and sections, figure 4-6 - the main nodes OSBEG.

Предлагаемый оконный стеклоблок-электрогенератор содержит первое наружное и второе внутреннее стекла 1 и 2 соответственно, имеющие внутреннюю и внешнюю поверхности с кромочным участком 3, раму 4, состоящую из полого профиля, причем между боковыми стенками полого профиля и внутренними поверхностями первого и второго стекол 1 и 2 располагают слои клея-герметика или прокладки из нетекучего полимерного материала 5, во внутренней воздушной полости 6 между стеклами 1 и 2 расположены зигзагообразные ряды 7, представляющие собой парные проволочные отрезки 8 и 9, выполненные из разных металлов M1 и М2, спаянные на концах между собой, образуя элементы 10, устроенные таким образом, что спаи 11 концов проволочных отрезков 8 и 9 согнуты под углом 90°, прижаты к внутренней поверхности стекол 1 и 2 и покрыты слоем клея-герметика 12, средние части проволочных отрезков 8 и 9 расположены в замкнутой воздушной полости 6, несколько зигзагообразных рядов 7 образуют секции 13, крайние проволочные отрезки 8 и 9 крайних зигзагообразных рядов 7 которых соединены электропроводами 14 с однополюсными коллекторами электрических зарядов 15 и 16, расположенных на наружной поверхности боковых стенок (размещение коллекторов 15, 16 на фиг.1-6 показано условно), которые, в свою очередь, соединены с электрическим аккумулятором, расположенным, например, внутри здания или на балконе (на фиг.1-6 не показан).The proposed window glass-block generator contains a first outer and second inner glass 1 and 2, respectively, having an inner and outer surface with an edge portion 3, a frame 4 consisting of a hollow profile, and between the side walls of the hollow profile and the inner surfaces of the first and second glasses 1 and 2 have layers of adhesive sealant or gaskets made of non-flowing polymeric material 5, in the inner air cavity 6 between the glasses 1 and 2 there are zigzag rows 7, which are paired wire segments 8 and 9, made of different metals M1 and M2, welded together at the ends, forming elements 10, arranged in such a way that the junctions 11 of the ends of the wire segments 8 and 9 are bent at an angle of 90 °, pressed against the inner surface of glasses 1 and 2 and covered with a layer of adhesive sealant 12, the middle parts of the wire segments 8 and 9 are located in a closed air cavity 6, several zigzag rows 7 form sections 13, the extreme wire segments 8 and 9 of the extreme zigzag rows 7 of which are connected by electric wires 14 to unipolar collectors of electric charges 15 and 16 located on the outer surface of the side walls (the location of the collectors 15, 16 in Figs. 1-6 is shown conditionally), which, in turn, are connected to an electric battery located, for example, inside the building or on the balcony (on 1-6 not shown).

В основу работы предлагаемого ОСБЭГ положено следующее. Так как зигзагообразные ряды 7 изготовлены из парных проволочных отрезков 8 и 9 элементов 10, выполнены из разных металлов M1 и М2, спаянных на концах между собой, то при нагреве (охлаждении) одних спаев 11 концов проволочных отрезков 8 и 9 элементов 10, прижатых к наружному стеклу 1, и охлаждении (нагреве) противоположных им спаев 11, прижатых к внутренней поверхности внутреннего стекла 2, в летнее время (зимнее время) на противоположных спаях 11 парных проволочных отрезков 8 и 9 устанавливаются разные температуры, в зоне контакта (спае 11) металлов M1 и М2 происходит термическая эмиссия электронов, в результате чего в зигзагообразных рядах 7 секций 13 появляется термоэлектричество [С.Г. Калашников. Электричество. - М.: Наука, 1970, с.502-506]. При этом зигзагообразные ряды 7 можно выполнять в виде различных рисунков, повышая декоративные свойства оконных ограждений 5.The proposed OSBEG is based on the following. Since the zigzag rows 7 are made of paired wire segments 8 and 9 of the elements 10, are made of different metals M1 and M2, welded together at the ends, when heating (cooling) the junctions 11 ends of the wire segments 8 and 9 of the elements 10 pressed against the outer glass 1, and cooling (heating) the junctions 11 opposite to them, pressed against the inner surface of the inner glass 2, in the summer (winter time) on opposite junctions 11 of the pair of wire segments 8 and 9, different temperatures are set in the contact zone (junction 11) metals M1 and M2 roiskhodit thermal emission of electrons, resulting in a series of zigzag sections 13 7 appears thermoelectricity [SG Kalashnikov. Electricity. - M .: Nauka, 1970, p. 502-506]. In this case, the zigzag rows 7 can be performed in the form of various patterns, increasing the decorative properties of window fences 5.

ОСБЭГ работает следующим образом. В летнее время наружный воздух и солнечные лучи нагревают наружные стекло 1 оконного блока, к которому прижаты левые спаи 11 проволочных отрезков 8 и 9 элементов 10, результате чего они нагреваются. Так как внутреннее стекло 2 отделено от наружного 1 воздушной прослойкой полости 6 и контактирует с воздухом внутреннего помещения, имеющим более низкую температуру, то спаи 11 элементов 10, прижатые к нему, за счет теплопроводности через стекло 2 имеют более низкую температуру по сравнению со спаями 11, прижатыми к внутренней поверхности наружного стекла 1. В результате разности температур между горячими левыми спаями 11 проволочных отрезков 8 и 9 элементов 10 и противоположными прохладными правыми спаями 11 этих же элементов 10 в зигзагообразных рядах появляется термоэлектричество, которое из секций 7 по электропроводам 14 через однополюсные коллекторы электрических зарядов 15 и 16 поступает в электрический аккумулятор (на фиг.1-6 не показан), откуда подается потребителю.OSBEG works as follows. In the summer, the outside air and the sun's rays heat the outer glass 1 of the window block, to which the left junctions 11 of the wire segments 8 and 9 of the elements 10 are pressed, as a result of which they heat up. Since the inner glass 2 is separated from the outer 1 by the air gap of the cavity 6 and is in contact with the indoor air having a lower temperature, the junctions 11 of the elements 10 pressed to it, due to the thermal conductivity through the glass 2, have a lower temperature compared to the junctions 11 pressed to the inner surface of the outer glass 1. As a result of the temperature difference between the hot left junctions 11 of the wire segments 8 and 9 of the elements 10 and the opposite cool right junctions 11 of the same elements 10 in zigzag thermoelectricity appears in the rows, which from sections 7 through electric wires 14 through single-pole collectors of electric charges 15 and 16 enters an electric battery (not shown in Figs. 1-6), from where it is supplied to the consumer.

В зимнее время холодный наружный воздух охлаждает наружное стекло 1, к которому прижаты левые спаи проволочных отрезков 8 и 9 элементов 10, в результате чего эти спаи 11 охлаждаются. В то же время противоположные спаи 11 этих же элементов 10, прижатые к внутренней поверхности внутреннего стекла 2, за счет теплообмена теплопроводностью с ними приобретают равную с ними температуру, которая в зимнее время значительно больше, чем температура наружного стекла 1 (стекло 2 нагревается за счет теплоты помещения), и соответственно температура спаев 11 проволочных отрезков 8 и 9 также больше, чем температура противоположных спаев 11 этих же пар отрезков 8 и 9. Наличие замкнутой воздушной полости 6 обеспечивает тепловую изоляцию ОСБЭГ и электрическую изоляцию средних участков проволочных отрезков 8 и 9 элементов 10. При этом одновременно с процессом теплопередачи в результате разности температур между холодными спаями 11 проволочных отрезков 8 и 9 элементов 10 и противоположными им теплыми правыми спаями 11 этих же элементов 10 в зигзагообразных рядах 7 секций 13 появляется термоэлектричество, которое по проводам 14 через однополюсные коллекторы электрических зарядов 15 и 16 поступает в электрический аккумулятор (на фиг.1-6 не показан), откуда подается потребителю.In winter, cold outside air cools the outside glass 1, to which the left junctions of the wire segments 8 and 9 of the elements 10 are pressed, as a result of which these junctions 11 are cooled. At the same time, the opposite junctions 11 of the same elements 10, pressed against the inner surface of the inner glass 2, due to heat exchange by heat conduction with them acquire an equal temperature with them, which in winter is much higher than the temperature of the outer glass 1 (glass 2 is heated due to heat of the room), and, accordingly, the temperature of junctions 11 of wire segments 8 and 9 is also higher than the temperature of opposite junctions 11 of the same pairs of segments 8 and 9. The presence of a closed air cavity 6 provides thermal isolation of OSBEG and electrical insulation of the middle sections of the wire segments 8 and 9 of the elements 10. In this case, simultaneously with the heat transfer process as a result of the temperature difference between the cold junctions 11 of the wire segments 8 and 9 of the elements 10 and the opposite right heat junctions 11 of the same elements 10 in zigzag rows of 7 sections 13 there is thermoelectricity, which through wires 14 through single-pole collectors of electric charges 15 and 16 enters an electric battery (not shown in Fig.1-6), from where it is supplied to the consumer.

Величина разности электрического потенциала на коллекторах 14 и 15 и сила электрического тока зависят от характеристик пар металлов M1 и М2, из которых изготовлены проволочные отрезки 8 и 9, числа их пар в зигзагообразных рядах 7 и их числа в секциях 13, разности температур на правых и левых спаях элементов 7 и числа секций 13 в ОСБЭГ.The magnitude of the difference in electric potential on the collectors 14 and 15 and the strength of the electric current depend on the characteristics of the metal pairs M1 and M2 from which the wire segments 8 and 9 are made, the number of their pairs in zigzag rows 7 and their number in sections 13, the temperature differences on the right and left junctions of elements 7 and number of sections 13 in OSBEG.

Таким образом, предлагаемый ОСБЭГ обеспечивает, как в летнее, так и зимнее время, наряду с уменьшением нагрева помещений здания и уменьшением теплопотерь от них в окружающую среду, также получение электрической энергии, которую можно использовать, например, для нужд освещения, снизив тем самым энергопотребление здания.Thus, the proposed OSBEG provides both in summer and winter time, along with a decrease in the heating of the building’s premises and a decrease in heat loss from them into the environment, also the generation of electric energy, which can be used, for example, for lighting needs, thereby reducing energy consumption building.

Claims

A window glass-electric generator containing the first outer and second inner glasses having an inner and outer surface with an edge portion, a frame consisting of a hollow profile, between the side walls of which and the inner surfaces of the first and second glasses there are layers of adhesive-sealant or non-flowing polymer gaskets material, characterized in that in the inner air cavity between the first and second glasses are zigzag rows, which are paired wire segments, made of different metals M1 and M2, welded together at the ends, forming elements arranged in such a way that the junctions of the ends of the pair of wire segments are bent at an angle of 90 °, pressed to the inner surface of the glass and covered with a layer of adhesive-sealant, the middle parts of the wire segments are located in a closed air cavity, several zigzag rows form sections, the extreme wire segments of the extreme zigzag rows of which are connected by electric wires to unipolar collectors of electric charges located on the bunk the surface of the side walls, which, in turn, are connected to an electric battery.