PL232670B1

PL232670B1 - Glass unit

Info

Publication number: PL232670B1
Application number: PL402500A
Authority: PL
Inventors: Dawid CYCOŃ; Dawid Cycoń; Krzysztof SKUPIEŃ; Krzysztof Skupień; Paweł BORATYŃSKI; Paweł Boratyński
Original assignee: Ml System Spolka Z Ograniczona Odpowiedzialnoscia
Priority date: 2013-01-21
Filing date: 2013-01-21
Publication date: 2019-07-31
Also published as: PL402500A1

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest szyba zespolona, przeznaczona zarówno jako wyposażenie okien jak i do zabudowy ścian fasadowych budynków o konstrukcji słupowo ryglowej, złożonej całkowicie z zespolonych kwater szklanych stałych, kwater przeźroczystych lub częściowo przeźroczystych pod-okiennych.The subject of the invention is a composite glass, intended both as a window equipment and for building facade walls of buildings with a post-and-beam structure, completely composed of fixed glass units, transparent or partially transparent under-window units.

Znane są różne układy elektryczne mocowane, na podłożu tworzącym całość z materiałem szyby, utworzone z folii lub warstwy przewodzącej na przykład na bazie masy srebrnej nakładanej metodą sitodruku. Taki układ elektryczny połączony jest zwykle na krawędzi szyby z przewodem znajdującym się poza jej obrębem połączonym z urządzeniami poza obrębem szyby. Zazwyczaj układ taki jest zabezpieczony przed czynnikami zewnętrznymi a zwłaszcza wilgocią za pomocą uszczelki. Podłoże połączone na stałe z szybą jest co najmniej częściowo przeźroczyste i może nim być szkło organiczne lub mineralne, ewentualnie pokryte jedną lub kilkoma warstwami substancji mineralnej lub organicznej. Mogą to być warstwy lub warstwa szkliwa, warstwy metaliczne na bazie tlenków metali, zwłaszcza tlenków cynku, ITO, SnO2, SiO2, Ag nakładanego metodą pirolizy lub w próżni.Various electrical systems are known to be fixed to the substrate integrally with the pane material, made of a conductive foil or layer, for example based on a silver mass applied by screen printing. Such an electrical system is usually connected at the edge of the pane with a conductor outside the pane connected to devices outside the pane. Typically, such a system is protected against external factors, especially moisture, with a gasket. The substrate permanently attached to the pane is at least partially transparent and may be organic or mineral glass, possibly covered with one or more layers of mineral or organic substance. These can be layers or a layer of glaze, metal layers based on metal oxides, especially zinc oxides, ITO, SnO2, SiO2, Ag applied by pyrolysis or in a vacuum.

Znane jest z polskiego opisu patentowego nr PL206819 oszklenie warstwowe składające się z dwóch podłoży sztywnych lub półsztywnych pomiędzy którymi jest umieszczony układ elektroak u-styczny, zwany układem czynnym, ze znajdującą się nad nim co najmniej jedną warstwą pośrednią na bazie polimeru termoplastycznego oraz z uszczelki polimerowej umieszczonej na obwodzie obu tych sztywnych podłoży. W oszkleniu tym układ czynny jest układem regulowanym elektrycznie o zmiennych właściwościach energetyczno-optycznych, którym może być zarówno układ fotowoltaiczny jak i elektroluminescencyjny jak i układ ciekłokrystaliczny lub układ elektrochromowy o stanie całkowicie stałym, zawierającym pierwszą przeźroczystą warstwę przewodzącą z tlenku cyny z domieszką fluoru (SnO2:F) lub z mieszaniny tlenku indu z tlenkiem cyny (ITO). Jednakże podstawowym celem tego wynalazku jest ulepszenie uszczelek obwodowych do oszklenia warstwowego, zwłaszcza pod względem ich właściwości chemicznych jak i mechanicznych mających zastosowanie do podłoży zabezpieczających układy czynne tego oszklenia.It is known from the Polish patent description No. PL206819 laminated glazing consisting of two rigid or semi-rigid substrates between which there is an electro-tangential system, called an active system, with at least one intermediate layer based on a thermoplastic polymer and a polymer gasket placed above it. located around the perimeter of both of these rigid supports. In this glazing, the active system is an electrically regulated system with variable energetic-optical properties, which can be both a photovoltaic system and an electroluminescent system, as well as a liquid crystal system or a completely solid electrochromic system, containing a first transparent conductive layer of tin oxide with an impurity of fluorine (SnO2 : F) or indium tin oxide (ITO) mixture. However, the main object of this invention is to improve peripheral seals for laminated glazing, especially in terms of their chemical and mechanical properties applicable to the substrates protecting the active systems of this glazing.

Znana jest również z polskiego opisu patentowego nr PL202079 szyba wielowarstwowa z elementem funkcjonalnym sterowanym elektrycznie, zawierająca co najmniej jedną szybę sztywną i płaski element funkcjonalny sterowany elektrycznie, taki jak elektroluminescencyjny element świecący, jak również co najmniej jedną cienką warstwę elektrycznie przewodzącą, przy czym w szybie tej warstwa elektrycznie przewodząca pokrywa cały obszar tej szyby, tworząc równocześnie płaską elektrodę elementu funkcjonalnego, a ponadto warstwa ta jest zasilana napięciem elektrycznym i ogrzewana jest niezależnie od zasilania elektrycznego elementu funkcjonalnego. Poza tym w szybie wielowarstwowej według tego wynalazku warstwa elektrycznie przewodząca stanowi połączenie elektrycznie przewodzące z co najmniej dwiema ścieżkami przewodzącymi dostarczającymi napięcie zasilania do ogrzewania, które są umieszczane po obu stronach elementu funkcjonalnego przykrywającego warstwę wykonaną z tlenku cyny-indu (ITO), lub ze srebra, który zamontowany jest bezpośrednio na sztywnej szybie lub jest on zamontowany na własnym substracie nośnym na przykład na folii z PET. W innym wykonaniu szyby zespolonej według tego wynalazku zawiera ona kilka elementów funkcjonalnych usytuowanych jedne obok drugich włączonych niezależnie od siebie, które posiadają wspólną centralną elektrodę stanowiącą warstwę grzejną.It is also known from the Polish patent description No. PL202079 a multi-layer pane with an electrically controlled functional element, comprising at least one rigid pane and an electrically operated flat functional element, such as an electroluminescent luminous element, as well as at least one thin electrically conductive layer in the pane of this electrically conductive layer covers the entire area of the pane, at the same time forming a planar electrode of the functional element, and moreover, the layer is electrically energized and heated independently of the electric supply of the functional element. Moreover, in the multi-layer pane according to this invention, the electrically conductive layer forms an electrically conductive connection with at least two conductive paths providing the supply voltage for heating, which are placed on both sides of the functional element covering the layer made of tin-indium oxide (ITO) or silver. which is mounted directly on a rigid pane or it is mounted on its own load-bearing substrate, for example on a PET film. In another embodiment of the insulating glass unit according to the invention, it comprises several functional elements located next to each other, connected independently of each other, which have a common central electrode constituting the heating layer.

Znane jest także z opisu patentowego US 5239406 oszklenie warstwowe zawierające układy kontrolowane elektrycznie o zmiennych właściwościach energetycznych obejmujące zarówno układy fotowoltaiczne jak i elektroluminescencyjne, w których można zmieniać dowolnie zaciemnienie i stopień widzenia lub filtracji promieniowania cieplnego - słonecznego.It is also known from US patent 5,239,406 laminated glazing containing electrically controlled systems with variable energy properties, including both photovoltaic and electroluminescent systems, in which it is possible to freely change the obscuration and the degree of view or filtration of thermal - solar radiation.

Celem wynalazku jak i zagadnieniem technicznym wymagającym rozwiązania jest opracowanie prostej i zwartej konstrukcji uniwersalnej szyby zespolonej, pozwalającej na pełnienie zarówno funkcji generatora energii elektrycznej z ogniw fotowoltaicznych jak i promieniowania podczerwieni z warstwy TCO pozwalających na ogrzewanie wnętrz pomieszczeń wyposażonych w okna lub przegrody budowlane z tymi szybami. W świetle przytoczonego wyżej znanego stanu techniki jak i stosowanych dotychczas rozwiązań zgłaszającemu nie są znane tego typu uniwersalne konstrukcje szyb zespolonych.The aim of the invention as well as the technical issue that requires a solution is to develop a simple and compact structure of a universal glazing unit, allowing it to perform both the function of a generator of electricity from photovoltaic cells and infrared radiation from the TCO layer, allowing for heating the interior of rooms equipped with windows or building partitions with these panes. . In the light of the above-mentioned prior art as well as the solutions used so far, the applicant is not aware of such universal designs of insulating glass units.

Istota rozwiązania konstrukcyjnego szyby zespolonej według wynalazku polega na tym, że składa się ona z wewnętrznego zestawu płyty szklanej i połączonego z nim trwale a zarazem odizolowanego elektrycznie od niego za pomocą izolującego kleju polimerowego zewnętrznego zestawu płyt szklanyc h. W szybie tej wewnętrzny zestaw płyty szklanej stanowi jedna szklana płyta, której wewnętrzna powierzchnia pokryta jest warstwą przeźroczystego i przewodzącego elektrycznie tlenku metalu, której oba przeciwległe końce pokryte są srebrnymi elektrodami. Z kolei zewnętrzny zestaw płyt szklanych tej szyby stanowią dwie płyty szklane, trwale połączone ze sobą oraz z umieszczonym pomiędzy nimi ogniwem fotowoltaicznym za pomocą kleju polimerowego, a ponadto zestaw ten za pomocą izolującego kleju polimerowego połączony i odizolowany jest elektrycznie od srebrnych elektrod i ich warstwy tlenku metalu wewnętrznego zestawu płyty szklanej. Poza tym w tej szybie zespolonej wszystkie krawędzie jej szyb szklanych oraz ich czoła na całym obwodzie zewnętrznym uszczelnione i osłonięte są uszczelniaczem polimerowym, natomiast elektrody srebrne wyposażone są w przewody zasilające je prądem stałym lub prądem zmiennym o napięciu od 10 V do 240 V w zależności od rodzaju tego prądu, a ogniwo fotowoltaiczne zaopatrzone jest w przewód elektryczny odprowadzający wytwarzany przez to ogniwo prąd elektryczny.The essence of the structural solution of a glazing unit according to the invention consists in the fact that it consists of an internal set of a glass plate and an external set of glass plates permanently connected to it and electrically insulated from it by means of an insulating polymer adhesive. one glass plate, the inner surface of which is covered with a layer of transparent and electrically conductive metal oxide, the two opposite ends of which are covered with silver electrodes. In turn, the external set of glass plates of this pane are two glass plates, permanently connected with each other and with a photovoltaic cell placed between them by means of a polymer glue, and moreover, this set is connected and electrically insulated from the silver electrodes and their oxide layer by means of an insulating polymer glue. metal of the inner glass plate assembly. In addition, in this insulating glass unit, all the edges of its glass panes and their fronts are sealed and covered with a polymer sealant around the entire outer perimeter, while the silver electrodes are equipped with wires supplying them with direct current or alternating current with a voltage of 10 V to 240 V depending on type of this current, and the photovoltaic cell is provided with an electric wire that carries off the electric current produced by this cell.

Korzystnym jest gdy szyba zespolona według wynalazku dodatkowo wyposażona jest w obwodową ramkę dystansową wykonaną z metalu lekkiego, oddzielającą od siebie wewnętrzny zestaw płyty szklanej i zewnętrzny zestaw płyt szklanych oraz trwale połączoną z tymi zestawami, a także gdy srebrne elektrody osadzone są na całej wysokości warstwy z tlenku metalu oraz obok krawędzi płyty szklanej wewnętrznego zestawu tej płyty, przy czym jako tlenek metalu stosuje się tlenek cyny domieszkowany fluorem.It is advantageous if the glazing unit according to the invention is additionally equipped with a peripheral spacer frame made of light metal, separating the inner set of glass plates and the outer set of glass plates from each other and permanently connected to these sets, and that the silver electrodes are mounted along the entire height of the layer with metal oxide and next to the edge of the glass plate of the inner set of the plate, fluorine doped tin oxide being used as the metal oxide.

Podstawową zaletą szyby zespolonej według wynalazku jest to, że to rozwiązanie techniczne łączy w sobie funkcje generatora energii elektrycznej z ogniw fotowoltaicznych, korzystnie wykonanych techniką DSSC oraz z promiennika podczerwieni, zapewniając ogrzewanie wnętrz powierzchni użytkowych. Konstrukcja szyby zespolonej według wynalazku pozwala na wykorzystanie jej jako podstawowego lub dodatkowego źródła energii cieplnej w pomieszczeniach użytkowych. Szyba ta bowiem poprzez jej ogniwo fotowoltaiczne generuje energię elektryczną z padającego na nią promieniowania słonecznego, która może zostać użyta na przykład do wspomagania zasilania promiennika podczerwieni, którego funkcję pełni warstwa przeźroczystego i przewodzącego prąd elektryczny tlenku metalu (TCO), naniesiona na jednej z szyb tej szyby zespolonej. Poza tym zastosowanie w tej szybie zespolonej dodatkowej obwodowej ramki dystansowej wykonanej z metalu lekkiego korzystnie z aluminium dodatkowo poprawia jej właściwości mechaniczne i termoizolacyjne.The main advantage of the glazing unit according to the invention is that this technical solution combines the functions of an electric energy generator from photovoltaic cells, preferably made with the DSSC technique, and an infrared radiator, ensuring heating of the interior of the utility surfaces. The structure of the insulating glass according to the invention allows it to be used as the primary or additional source of thermal energy in utility rooms. This pane, through its photovoltaic cell, generates electricity from the solar radiation incident on it, which can be used, for example, to support the power supply of an infrared radiator, the function of which is played by a layer of transparent and electrically conductive metal oxide (TCO), applied on one of the panes of this pane. insulating glass. In addition, the use of an additional circumferential spacer frame made of light metal, preferably of aluminum, in this composite pane further improves its mechanical and thermal insulation properties.

Przedmiot wynalazku uwidoczniono w przykładach jego wykonania na rysunku, na którym fig. 1 i fig. 2 przedstawia pierwszą wersję jego realizacji, a fig. 3 i fig. 4 - drugą wersję jego realizacji, przy czym fig. 1 przedstawia szybę zespoloną okna wyposażoną w ramkę dystansową w widoku perspektywicznym, fig. 2 - tę samą szybę zespoloną w przekroju wzdłuż linii A-A, fig. 3 - szybę zespoloną okna lecz pozbawioną wewnętrznej ramki dystansowej w widoku perspektywicznym, a fig. 4 - tę samą szybę w przekroju wzdłuż linii B-B.The subject of the invention has been shown in the examples of its implementation in the drawing, in which Fig. 1 and Fig. 2 show the first version of its implementation, and Fig. 3 and Fig. 4 - the second version of its implementation, while Fig. 1 shows a combined window pane equipped with spacer in perspective view, Fig. 2 - the same insulating glass pane in section along line AA, Fig. 3 - insulating glass pane of the window but without internal spacer in perspective view, and Fig. 4 - same pane in section along line BB.

Definicje pojęć użytych w dalszej części opisu: - pod pojęciem wewnętrznego zestawu płaskiej płyty szklanej szyby zespolonej według wynalazku należy rozumieć zestaw szyby pokrytej warstwą przeźroczystego i przewodzącego elektrycznie tlenku metalu, usytuowanej od strony wewnętrznej lokalu użytkowego, natomiast pod pojęciem zewnętrznego zestawu płaskich płyt szklanych tej szyby należy rozumieć ich usytuowanie od strony zewnętrznej tego lokalu. P r z y k ł a d 1Definitions of terms used in the further part of the description: - the term of the internal set of a flat glass plate of an insulating glass unit according to the invention should be understood as a set of a pane covered with a layer of transparent and electrically conductive metal oxide, located on the inside of the business premises, while the term of the external set of flat glass plates of this glass pane their location from the outside of the premises should be understood. P r z k ł a d 1

Szyba zespolona przeznaczona jako wyposażenie okna składa się z dwóch kwadratowych zestawów płaskich płyt szklanych - wewnętrznego 1 i zewnętrznego 2, usytuowanych równolegle względem siebie i oddzielonych od siebie aluminiową ramką dystansową 3, wypełnioną materiałem pochłaniającym wilgoć, przy czym wewnętrzna powierzchnia płyty szklanej 4 zestawu wewnętrznego 1 od strony tej ramki pokryta jest warstwą przeźroczystego i przewodzącego elektrycznie tlenku metalu 5 będącego tlenkiem cyny domieszkowanym fluorem (SnO2:F), której oba przeciwległe sobie końce na wysokości tej ramki oraz w pobliżu krawędzi tej płyty szklanej 4 pokryte są srebrnymi elektrodami 6, które z kolei połączone są z przewodami 7 doprowadzającymi do nich prąd elektryczny o napięciu stałym wynoszącym powyżej 10 V. Umieszczona pomiędzy obu zestawami płyt szklanych 1 i 2 ramka dystansowa 3 odizolowana jest galwanicznie od warstwy metalu 5 zestawu wewnętrznego płyty szklanej 1 za pomocą izolującego kleju butylowego 8, który jednocześnie łączy trwale ze sobą oba zestawy płyt szklanych 1 i 2. Z kolei zewnętrzny zestaw płyt szklanych 2 stanowią dwie równolegle usytuowane względem siebie płaskie płyty szklane 9 i 10 trwale połączone ze sobą oraz umieszczonym pomiędzy nimi ogniwem fotowoltaicznym 11 za pomocą kleju butylowego 12 przy czym ogniwo to jest wyposażone w przewód 13 odprowadzający wytworzony przez niego prąd elektryczny a ponad to zarówno wszystkie zewnętrzne krawędzie jak i czoła na centralnym zewnętrznym obwodzie tej szyby zespolonej uszczelnione są uszczelniaczem butylowym 14. P r z y k ł a d 2The insulating glass unit intended as a window equipment consists of two square sets of flat glass plates - internal 1 and external 2, located parallel to each other and separated by an aluminum spacer 3, filled with moisture-absorbing material, the inner surface of the glass plate 4 of the internal set 1 on the side of this frame it is covered with a layer of transparent and electrically conductive metal oxide 5, which is a fluorine-doped tin oxide (SnO2: F), the two opposite ends of which at the height of the frame and near the edge of this glass plate 4 are covered with silver electrodes 6, which in turn, they are connected to the conductors 7 supplying them with electric current with a direct voltage exceeding 10 V. A spacer frame 3 placed between both sets of glass plates 1 and 2 is galvanically insulated from the metal layer 5 of the internal glass plate 1 by means of insulating butyl glue 8, who y simultaneously permanently connects the two sets of glass plates 1 and 2. The outer set of glass plates 2, in turn, consists of two parallel flat glass plates 9 and 10 permanently connected to each other and to a photovoltaic cell 11 placed between them by means of butyl glue 12 at which the cell is equipped with a conductor 13 discharging the electric current produced by it, and moreover, both all outer edges and faces on the central outer perimeter of the glazing unit are sealed with butyl sealant 14. Example 2

Szyba zespolona przeznaczona jako wyposażenie przegrody lub zabudowy ściany frontowej budynku składa się również z dwóch prostokątnych zestawów płaskich płyt szklanych - wewnętrznego 1 i zewnętrznego 2 usytuowanych równolegle względem siebie, przy czym wewnętrzna powierzchnia płyty szklanej 4 wewnętrznego zestawu 1 również pokryta jest warstwą przezroczystego i przewodzącego elektrycznie tlenku metalu 5 będącego tlenkiem cyny domieszkowanym fluorem (SnO2:F), której oba przeciwległe sobie końce w pobliżu krawędzi płyty szklanej 4 pokryte są także srebrnymi elementami 6 do których dołączone są przewody elektryczne 7, doprowadzające do nich prąd zmienny o napięciu 240 V. Z kolei zewnętrzny zestaw płyt szklanych 2 stanowią dwie równolegle usytuowane względem siebie płaskie płyty szklane 9 i 10 trwale połączone ze sobą oraz z umieszczonym pomiędzy nimi ogniwem fotowoltaicznym 11 za pomocą kleju butylowego 12 a poza tym zestaw ten za pomocą kleju butylowego 8 odizolowany jest elektrycznie od srebrnych elektrod 6 i warstwy tlenku metalu 5 wewnętrznego zestawu płyty szklanej 1, przy czym ogniwo to zaopatrzone jest w przewód elektryczny 13 odprowadzający wytwarzany przez niego prąd elektryczny. Ponadto wszystkie krawędzie oraz czoła tej szyby zespolonej na całym jej obwodzie zewnętrznym uszczelnione są uszczelniaczem butylowym 14. W kolejnym przykładzie wykonania szyby zespolonej według tego wynalazku nie pokazanym na rysunku srebrne elektrody 6 naniesiono na warstwę tlenku metalu 5 na całej jej wysokości oraz w pobliżu krawędzi płyty szklanej 4, wewnętrznego zestawu płyty 1.The insulating glass unit intended as an accessory for the partition or the building of the front wall of the building also consists of two rectangular sets of flat glass plates - internal 1 and external 2 arranged parallel to each other, with the inner surface of the glass plate 4 of the internal set 1 also covered with a layer of transparent and electrically conductive of the metal oxide 5, being a fluorine doped tin oxide (SnO2: F), the two opposite ends of which near the edge of the glass plate 4 are also covered with silver elements 6 to which electric wires 7 are connected, supplying them with an alternating current of 240 V. in turn, the outer set of glass plates 2 are two flat glass plates 9 and 10 arranged in parallel to each other, permanently connected to each other and to the photovoltaic cell 11 arranged between them by means of butyl glue 12, and furthermore, this set is electrically insulated from the butyl glue 8 silver electrodes 6 and a metal oxide layer 5 of the inner glass plate assembly 1, the cell being provided with an electric wire 13 for discharging the electric current produced by it. In addition, all the edges and faces of this IG unit are sealed around its entire outer periphery with butyl sealant 14. In another embodiment of the IG unit according to the invention, not shown in the drawing, silver electrodes 6 were applied to the metal oxide layer 5 along its entire height and near the edge of the plate glass 4, internal plate assembly 1.

Claims

Patent claims

1. Composite glass, which is the equipment of the window and the front walls of buildings, containing rigid flat glass plates, one of which is covered with a thin layer of tin oxide doped with fluorine, electrically conductive, equipped with electrically powered electrodes and an active photovoltaic system, the faces of which around its entire circumference are sealed with an agent resistant to water, moisture and changing temperatures, characterized in that it consists of an internal set of glass plates (1) and permanently connected to it and electrically insulated from it by means of an insulating polymer adhesive (8), an external set of glass plates ( 2), with the inner set of the glass plate (1) being a glass plate (4), the inner surface of which is covered with a layer of transparent and electrically conductive metal oxide (5), with both opposite ends covered with silver electrodes (6), while the outer set glass plates (2) are two glass plates (9 and 10), permanently connected to each other and to the photovoltaic cell (11) placed between them by means of a polymer adhesive (12), and furthermore, this set is connected and electrically isolated from the silver electrodes (6) by means of an insulating polymer adhesive (8) and their metal oxide layers (5) of the inner glass plate assembly (1).

2. Double glazing according to claim The method of claim 1, characterized in that all edges of the glass panes (4, 9 and 10) and their faces along the entire outer periphery are sealed and covered with a polymer sealant (14).

3. Insulating glass unit according to claim A method according to claim 1, characterized in that the silver electrodes (6) are equipped with conductors (7) supplying them with direct current or alternating current with a voltage of 10 V to 240 V depending on the type of this current, and the photovoltaic cell (11) is provided with a wire an electric (13) carrying away the electric current produced by this cell.

4. Insulating glass according to claim The method of claim 1, characterized in that the silver electrodes (6) are deposited over the entire height of the metal oxide layer (5) and next to the edge of the glass plate (4) of the inner glass plate assembly (1).

5. Double glazing according to claim 1-3, characterized in that it is additionally provided with a light metal peripheral spacer (4) separating the inner glass plate set (1) and the outer glass plate set (2) from each other and permanently connected to these sets.