Дистанционирующий элемент для применения с фотоэлектрическими устройствами - RU2772198C2

Чертежи

Показать все 11 чертежа(ей)

Описание

Настоящее изобретение относится к дистанционирующим элементам (спейсерам), подходящим для применения с фотоэлектрическими устройствами, в частности, к дистанционирующему элементу с прикрепленными фотоэлектрическими элементами, к дистанционирующему элементу с электрическими соединениями и к дистанционирующему элементу, подходящему для введения в нее панелей, в частности панелей люминесцентных концентраторов солнечного излучения.

Изолирующее остекление обычно используется для окон, дверей и элементов фасадов зданий. В изолирующем остеклении обычно собраны вместе две или более стеклянных панелей с одним или несколькими дистанционирующими элементами (дистанционными рамками) для формирования изолирующего стеклопакета (ИСП) с герметично закрытым внутренним пространством между панелями остекления. В частности, дистанционирующие элементы обычно представляют собой профили, вытянутые в продольном направлении, с по существу постоянным поперечным сечением, которое обычно имеет форму камеры для размещения осушающего материала. Эта камера сообщается с внутренним пространством через отверстия или щели в стенке дистанционной камеры, обращенной в сторону внутреннего пространства между панелями остекления, или сообщается с внутренним пространством иным образом.

Конструкция такого ИСП и соответствующей дистанционирующего элемента показана схематично на фиг. 1 и 3 публикации WO 2006/027146 А1 или WO 2012/055553 А1.

Как известно, ИСП могут использоваться для аккумулирования солнечной энергии в форме тепловой энергии или электрической энергии. Пример аккумулирования солнечной энергии в форме тепловой энергии приведен в публикации WO 88/02051 А1. Примеры использования фотоэлементов или фотоэлектрических материалов в ИСП приведены в публикациях WO 02/052192 A1, WO 2009/039240 A2, WO 2010/077409 A2, EP 0199233 A1, DE 29607069 U1, DE 3330305 A1, DE 102006010646 A1, DE 202008000678 U1, DE 202011102 438 U1 и DE 102015004913 A1 с фотоэлектрическим элементом, нанесенным в форме пленки на дистанционирующий элемент. Профиль окна с фотоэлектрическим элементом показан в публикации ЕР 1703063 А1.

Люминесцентные концентраторы солнечного излучения (ЛКСИ) раскрываются, например, в публикациях US 2004/0095658 A1, US 2013/0146141 A1, US 2014/0130864 A1, WO 2016/060643 A1 и WO 2016/116803 A1. Такие ЛКСИ могут быть снабжены фотоэлектрическими элементами по краям соответствующей панели ЛКСИ. В публикации US 2014/0130864 A1 предлагается использовать панели ЛКСИ для интегрированных "солнечных окон".

Использование дистанционных рамок в изолирующем остеклении с упругими элементами для компенсации смещений или звуковых колебаний раскрывается, например, в документах DE-OS 2031576, GB 1508778, соответствующих публикациям DE-OS 2528570 и ЕР 0545022 А1.

ИСП, содержащие более двух панелей, раскрываются, например, в публикациях ЕР 1101955 A1 (DE 60029906 Т2) и WO 2016/091646 А1, причем в них описывается использование упругой вставки в среднем пазу.

Использование некоторых типов электрических соединений или проводки в герметично закрытом внутреннем пространстве между панелями остекления ИСП раскрывается, например, в публикациях WO 2014/004871 A1, WO 2013/184831 А2, ЕР 1700348 В1 и DE 10322561 В4.

В публикации ЕР 1026790 А1 раскрывается угловой соединитель со вставной частью разъема для изолирующего кожуха.

В публикации US 2005/0181221 A1 раскрывается электропроводный дистанционирующий элемент для использования в экране дисплея. В публикации ЕР 2610425 В1 раскрывается элемент окна с встроенным источником света.

В публикации DE 202007000652 U1 раскрывается окно, изготовленное из дюропласта. В публикации ЕР 2886778 В1 раскрывается угловой соединитель с металлическими проводниками, используемыми в качестве фиксирующих элементов. В публикации DE 102009057156 А1 раскрывается тройной ИСП, в котором внутренняя панель поддерживается герметизирующим материалом в полости. В публикации ЕР 2559838 А2 раскрывается изоляционная прокладка для композитных профилей элементов окон, дверей и фасадов, содержащая электропроводные части, для улучшения характеристик порошкового покрытия. В публикации ЕР 1223188 А1 раскрывается способ нанесения порошкового покрытия на пластмассовые профили с использованием слоя электропроводного грунтовочного покрытия, отверждаемого с помощью УФ-излучения. В публикации US 2011/133940 A1 раскрывается многокамерный ИСП с внутренним датчиком, в котором дистанционирующий элемент содержит паз для установки внутренней панели остекления и датчик, установленный в камере внутри дистанционирующего элемента. В публикации ЕР 2628884 А2 раскрывается комплект перегородок (технология Warm Edge) для ИСП, в котором во внешних боковых стенках дистанционирующего элемента обеспечиваются металлические вставки. В публикации ЕР 2628884 А2 раскрывается дистанционирующий элемент для ИСП с пластмассовым корпусом, в который внедрена металлическая сетка, и с газонепроницаемой металлической фольгой на внешней стороне пластмассового корпуса.

Целью настоящего изобретения является улучшение конструкций дистанционных рамок и ИСП для использования с фотоэлектрическими элементами.

Эта цель достигается с помощью дистанционирующего элемента по п. 1 формулы и изолирующего стеклопакета по п. 8 или п. 9, или п. 10, или п. 12 формулы.

Другие варианты осуществления изобретения указаны в зависимых пунктах формулы.

Другие особенности и достоинства изобретения следуют из описания вариантов со ссылками на чертежи. На чертежах показано:

на фиг. 1 - вид в перспективе первого варианта дистанционирующего

элемента;

на фиг. 2 - вид поперечного сечения первого варианта дистанционирующего элемента фиг. 1;

на фиг. 3 - вид поперечного сечения второго варианта дистанционирующего элемента;

на фиг. 4 - вид поперечного сечения третьего варианта дистанционирующего элемента;

на фиг. 5 - вид поперечного сечения четвертого варианта дистанционирующего элемента;

на фиг. 6 - вид в перспективе тройного ИСП, в котором используется дистанционирующий элемент по одному из вышеуказанных вариантов;

на фиг. 7 - вид в перспективе двойного ИСП;

на фиг. 8 - вид в перспективе шестого варианта дистанционирующего элемента для использования в двойном ИСП;

на фиг. 9 - вид поперечного сечения пятого варианта дистанционирующего элемента;

на фиг. 10 - вид в перспективе одного из вариантов углового соединителя для соединения с вышеуказанными вариантами дистанционных рамок;

на фиг. 11 - вид в перспективе одной из модификаций пятого варианта дистанционирующего элемента;

на фиг. 12 - вид в перспективе панели ЛКСИ для использования с вышеуказанными вариантами дистанционных рамок в ИСП;

на фиг. 13 - вид в перспективе с поперечным сечением седьмого варианта дистанционирующего элемента;

на фиг. 14 - вид в перспективе с поперечным сечением восьмого варианта дистанционирующего элемента с внутренней панелью в сборе, показанной снизу, и виды разобранных элементов, в верхней части фигуры;

на фиг. 15 - вид в перспективе с поперечным сечением девятого варианта дистанционирующего элемента;

на фиг. 16 - виды в перспективе с поперечным сечением вариантов дистанционирующего элемента для использования с пластинами ЛКСИ;

На фиг. 17 - виды в перспективе с поперечным сечением вариантов дистанционирующего элемента с одной камерой и с пазами на верхней стороне, обращенной во внутреннее пространство ИСП, на фиг. 17А и варианта дистанционирующего элемента с выемкой на боковой стороне.

На фиг. 1 показан первый вариант дистанционирующего элемента (дистанционной рамки) для использования с тройным ИСП. Дистанционирующий элемент 1 проходит в продольном направлении Z с поперечным сечением плоскостью X-Y, перпендикулярной продольному направлению Z, причем поперечные сечения одинаковы в направлении Z, за исключением сечений, проходящих через перфорации Р.

Дистанционирующий элемент формируется корпусом 2, изготовленным из пластического материала. Пластический материал может быть выбран из группы, содержащей различные материалы, которые могут быть выбраны для улучшения тепловых и механических характеристик корпуса 2 дистанционирующего элемента. Пластический материал корпуса 2 дистанционирующего элемента может быть выбран из группы, включающей полиэтилен (РЕ), поликарбонат (PC), полипропилен (РР), полистирол, полибутадиен, полинитрил, сложный полиэфир, полиуретан, полиметилметакрилат (РММА), полиакрилат, полиамид, полиэтилентерефталат (PET), полибутилентерефталат (РВТ), акронитрил-бутадиен-стирол (ABS), акриловый эфир-стирол-акронитрил (ASA), акронитрил-бутадиен-стирол-поликарбонат (ABS/PC), стирол-акронитрил (SAN), PET/PC, РВТ/РС, РММА, РВТ/РЕТ, РР/РЕ, PVC, PC/ASA, РРЕ/РРО и их сополимеры и смеси, причем каждый из них может быть сформирован частично или полностью из биоматериалов, полученных из возобновляемых источников.

Жесткость корпуса 2 дистанционирующего элемента может быть повышена путем использования, например, армирующих волокон, специальных добавок или других компонентов. Корпус 2 дистанционирующего элемента может содержать армирующие волокна, такие как стекловолокна, углеродные волокна, арамидные волокна, полиэтиленовые волокна, натуральные волокна, базальтовые волокна, керамические волокна, металлические волокна и/или армирующие добавки, такие как наночастицы, минеральные наполнители, слоистые силикаты, металлический порошок, тальк и им подобные материалы. Армирующие волокна могут быть выбраны из различных видов волокон, таких как стальные волокна, полые стеклянные волокна, натуральные волокна и т.п. В качестве натуральных волокон можно указать хлопок, джут, пеньку, сизаль или гидратцеллюлозные волокна, такие как Cordenka или Lenzing. Волокна могут быть короткими, длинными или непрерывными. Другие примеры добавок, которые могут быть введены в корпус 2 дистанционирующего элемента, включают монтмориллониты, жидкие кристаллические полимеры, слюдяные частицы, оксид титана (IV), полые или сплошные стеклянные шарики, стеклянные частицы, полые или сплошные керамические шарики, керамические частицы, а также минеральные наполнители, такие как каолин, тальк, слюда, оксид титана, карбонат кальция, диоксид кремния и слоистые силикаты, в частности в форме наночастиц. Вышеприведенные перечни материалов не являются исчерпывающими.

Корпус 2 дистанционирующего элемента может быть изготовлен из материала SAN, содержащего полые стеклянные шарики в количестве от 10 масс. % до 25 масс. % и стеклянные волокна в количестве от 20 масс. % до 25 масс. %. Корпус 2 дистанционирующего элемента может быть изготовлен из материала SAN, содержащего волластонит в количестве до 35 масс. % или базальтовые волокна в количестве от 20 масс. % до 35 масс. %.

Корпус 2 дистанционирующего элемента может быть изготовлен из полиамида, содержащего стеклянные волокна в количестве от 5% до 50%.

Корпус имеет две камеры 10, 20, которые разделены в поперечном направлении X (в направлении по ширине), перпендикулярном продольному направлению Z, пазом 30. Дистанционирующий элемент 1 имеет первую сторону в вертикальном направлении Y (направлении по высоте), перпендикулярном продольному направлению Z и поперечному направлению X, так что первая сторона обращена во внутреннее пространство между панелями остекления ИСП.

Дистанционирующий элемент имеет вторую сторону в вертикальном направлении Y, напротив первой стороны. На второй стороне дистанционирующего элемента сформирована стенка 123 (фиг. 2), составленная из трех частей 11, 31, 21 (слева направо на фиг. 1, 2). Дистанционирующий элемент имеет две внешние стороны в поперечном направлении X, используемые в качестве плоскостей АР прикрепления к внешним панелям тройного ИСП. Эти внешние стороны/плоскости крепления сформированы первой внешней стенкой 13 и второй внешней стенкой 23, проходящими в вертикальном направлении Y перпендикулярно нижней стенке 123. Эти боковые стенки 13, 23 присоединены к нижней стенке 123 соединительными частями 15, 25, проходящими наклонно относительно вертикального направления Y. В альтернативном варианте боковые стенки 13, 23 могут быть присоединены к нижней стенке 123 непосредственно без соединительных частей 15, 25. Дистанционирующий элемент 1 имеет паз 30, открытый на первой стороне и ограниченный третьей боковой стенкой 14 и четвертой боковой стенкой 24, которые отходят перпендикулярно от нижней стенки 123. Третья и четвертая боковые стенки 14, 24 присоединены к нижней стенке 123 в местах перехода между частями 11, 31 и 31, 21, соответственно. Первая и третья боковые стенки 13, 14 соединяются первой верхней стенкой 12, проходящей параллельно нижней стенке 123, так что формируется камера 10, которая полностью закрыта в поперечном сечении X-Y, перпендикулярном продольному направлению Z. Вторая и четвертая боковые стенки 23, 24 соединяются второй верхней стенкой 22, проходящей параллельно нижней стенке 123, так что формируется камера 20 (аналогично камере 10).

На внешней стороне нижней стенки 123 второй стороны дистанционирующего элемента сформирован газонепроницаемый барьер 40, продолжающийся на внешнюю сторону соединительных стенок 15, 25 и на часть боковых стенок 13, 23. В рассматриваемом варианте он выполнен из тонкой металлической фольги, например изготовленной из стали или из нержавеющей стали, или из алюминия, нанесенного путем распыления или осаждения из паровой фазы. В альтернативном варианте газонепроницаемый барьер может быть сформирован из многослойной пластмассовой пленки, не допускающей диффузии, с металлическим покрытием и/или с металлическими слоями. Примеры таких многослойных пластмассовых пленок раскрываются, например, в следующих публикациях: ЕР 0154428 А2 (Camvac), ЕР 1036813 A1 (Danisco Flexible Schuepbach AG), WO 2013/104507 A1 (Saint Gobain), WO 2016/046081 A1 (Saint Gobain), WO 2015/043626 A1 (Prowerb AG), WO 2012/140005 A1 (Prowerb AG), WO 2008/022877 A1 (Prowerb AG). Также могут быть использованы многослойные пленки на основе поливинилспирта, например, в конфигурации полиолефины/связующее/поливинилспирт/связующее/полиолефины, раскрытой, например, в публикации WO 2012/055553 А1. Другие типы газонепроницаемого барьера, которые могут быть использованы, раскрыты в публикации DE 19807454 А1. Вышеописанный барьер может быть также сформирован путем обработки основного материала корпуса дистанционирующего элемента, например, с использованием фторирования.

Понятно, что газонепроницаемый барьер является также непроницаемым для влаги. Если ИСП по настоящему изобретению не заполнен газом, то необходим только барьер для влаги.

На нижней стенке 31 паза 30 размещены фотоэлектрические элементы 61. Фотоэлектрические элементы могут быть сформированы с использованием способов печати фотоэлектрического материала, напыления фотоэлектрического материала (фотоэлектрическая краска), приклеивания предварительно сформированных фотоэлементов, приклеивания фотоэлектрических пленок (однослойных или многослойных), смешивания фотоэлектрического материала с материалом корпуса дистанционирующего элемента (или части корпуса этого элемента) или со специальными материалами, подходящими для указанных способов. Фотоэлектрические материалы известны в технике, например, как слоистые материалы (такие как материалы на основе моно- и/или мульти-кристаллического кремния или материалы GaAs & III-V с одним переходом) или тонко пленочные элементы, такие как гидрированный аморфный кремний (а-Si:H), теллурид кадмия (CdTe), диселенид меди-индия-галлия (CIGS), сульфид меди-цинка-олова (CZTS), солнечные элементы, сенсибилизированные красителем (DSSC), перовскит, органические фотоэлектрические материалы (OPV), фотоэлектрические материалы с квантовой точкой (QD).

Дистанционирующий элемент 1 имеет ширину в поперечном направлении X, необходимую для обеспечения требуемого расстояния между внешними панелями 3, 4 остекления (см. фиг. 6) тройного ИСП. Дистанционирующий элемент 1 имеет высоту h1, которую выбирают подходящей для размещения достаточного количества осушающего материала в камерах 10, 20 и для установки внутренней (промежуточной) панели 5 остекления. Газонепроницаемый барьер 40 проходит до высоты h2, которая может быть существенно меньше высоты h1, однако подходящей для обеспечения достаточной характеристики газонепроницаемости и/или для обеспечения надежного присоединения к панелям остекления.

Паз 30 имеет в вертикальном направлении высоту h3, которую выбирают для обеспечения установки внутренней панели остекления, как это будет описано ниже.

Внутренняя панель остекления может быть изготовлена из материала, имеющего гораздо более высокий коэффициент теплового расширения по сравнению с внешними панелями 3, 4 остекления.

Соответственно, высота h3 должна быть выбрана таким образом, чтобы обеспечивалась возможность компенсации существенно большего теплового расширения внутренней панели 5 остекления. Например, если внутренняя панель остекления изготовлена из РММА, то она имеет коэффициент теплового расширения примерно 8×10^-5 1/°С, что примерно в 10 раз больше коэффициента теплового расширения силикатного стекла, равного примерно 9×10^-6 1/°С. Соответственно, в этом случае для панели высотой 1 м и для перепада температур порядка 100°С, тепловое расширение такой внутренней панели остекления, изготовленной из РММА, будет примерно на 7 мм больше по сравнению с внешними панелями 3, 4 остекления, изготовленными из силикатного стекла, в случае изменения температуры на 100°С. Соответственно, суммарные высоты h3 пазов дистанционных рамок должны составлять по меньшей мере 8 мм на 1 м размера внутренней панели остекления в вертикальном направлении, чтобы обеспечивалась компенсация соответствующего теплового расширения.

Ширина паза 30 в поперечном направлении X выбирается таким образом, чтобы она обеспечивала возможность установки в нем соответствующей внутренней панели остекления.

В первом варианте фотоэлектрические элементы 61 размещены в нижней части паза 30.

В этом случае обеспечивается возможность использования люминесцентных концентраторов солнечного излучения (ЛКСИ) в качестве внутренних панелей 5 остекления.

Панель 5 люминесцентного концентратора солнечного излучения (ЛКСИ) соединяется с фотоэлектрическими элементами 61 через подходящее контактное средство, обеспечивающее передачу оптического излучения от ЛКСИ на фотоэлектрические элементы. Примеры средств, обеспечивающих прикрепление с передачей оптического излучения: тонкопленочные клейкие материалы; оптические клейкие цементирующие вещества; клейкие материалы, отверждаемые светом; клейкие материалы, отверждаемые теплом; акрилатные материалы; эпоксидные материалы; материалы на основе бутила; материалы на основе силоксана; материалы на основе полиуретанов; парафины и других воски; гели.

Фотоэлектрические элементы 61 соединяются с устройствами, находящимися снаружи внутреннего пространства, с помощью электрических соединительных средств (на фиг. 1 также не показаны).

Эти электрические соединители будут описаны ниже.

На фиг. 3 приведен вид поперечного сечения второго варианта дистанционирующего элемента. Все элементы всех вариантов соответствуют элементам первого варианта, за исключением элементов, которые описываются отдельно. Соответственно, не все ссылочные номера повторяются на всех чертежах, однако безусловно одинаковые или соответствующие элементы в разных вариантах указываются одинаковыми номерами.

На фиг. 3 фотоэлектрические элементы 61 не показаны. Они могут обеспечиваться (или нет) на нижней стенке 31 или в другом месте дистанционирующего элемента, однако существенное отличие связано с электропроводными металлическими пластинами 51, обеспечиваемыми на боковых стенках 14, 24, ограничивающих паз 30 в поперечном направлении Y. Эти металлические пластины могут быть экструдированы вместе с корпусом дистанционирующего элемента и, возможно, с газонепроницаемым барьером, например, в процессе изготовления. Если фотоэлектрические элементы обеспечиваются на нижней стенке паза 30 или в другом месте дистанционирующего элемента, то они могут быть соединены с электропроводными металлическими пластинами 51.

Электропроводные металлические пластины 51 изолированы электрически друг от друга пластмассовым материалом корпуса 2.

Электропроводные металлические пластины обеспечивают возможность использования соединителей (линейных соединителей или угловых соединителей), которые имеют электропроводные части, находящиеся в контакте с электропроводными металлическими пластинами 5, и обеспечивают возможность изолированного электрического соединения с устройствами, находящимися снаружи герметично изолированного внутреннего пространства, без нарушения герметизации. Один возможный пример такого соединителя показан в качестве углового соединителя 55 на фиг. 10. Угловой соединитель имеет выступы 56, которые вводятся в полости, указанные здесь как камеры 10, 20, соответственно, дистанционирующего элемента 1. Угловой соединитель содержит четыре электрические соединительные части 57 (напр., металлические пластинки), по две на секцию дистанционирующего элемента, который подсоединяется с помощью углового соединителя 55, причем они предназначены для контакта с электропроводными металлическими пластинами 51 на боковых стенках 14, 24 второго варианта фиг. 3 или с другими электропроводными частями других вариантов, описанных ниже, в том состоянии, когда выступы введены в полости, указанные здесь как камеры 10, 20, соответственно, дистанционирующего элемента 1. Электрические соединительные части 57 подсоединены к проводам 58, которые выводятся наружу от четырех электрических соединительных частей 57 с использованием уплотнения, обеспечивающего газонепроницаемость, к внешней части соединителя, которая расположена снаружи герметически уплотненного внутреннего пространства ИСП в собранном состоянии дистанционирующего элемента и соединителя в соответствующем ИСП.

На фиг. 4 приведен вид поперечного сечения третьего варианта. В третьем варианте боковые стенки 14, 24, ограничивающие паз 30, снабжены электропроводными частями, которые изготавливаются с помощью способа совместной экструзии электропроводных наполнителей, таких как металлические волокна. Электропроводные части 52 обеспечивают возможность, так же как и металлические пластины 51 второго варианта, электрическое соединение фотоэлектрических элементов, обеспечиваемых в пазу 30.

На фиг. 5 показан четвертый вариант. В этом варианта газонепроницаемый барьер содержит три части 41, 42, 43. Части, расположенные слева и справа в поперечном направлении, являются электропроводными, в то время как часть, разделяющая внешние части 41, 42, не проводит электрический ток. Эта непроводящая часть 43 может быть изготовлена, например, из любой подходящей диффузионно-стойкой смолы, такой как, например, материал EVOH, описанный выше в связи с газонепроницаемым барьером, бутиловый материал (напр., полиизобутилен) и материалы на основе стекла. Такой барьер может быть также сформирован путем обработки основного материала корпуса дистанционирующего элемента, например, с использованием фторирования.

Внешние электропроводные части 41, 42 газонепроницаемого барьера соединены с электропроводными контактными частями 44, которые открыты в пазу 30, так же как и металлические пластины 51 второго варианта. Электропроводные контактные части 44 могут быть экструдированы вместе с металлическими пластинами, или же электропроводные части могут быть обеспечены с помощью совместной экструзии с электропроводными наполнителями и им подобными компонентами.

В вариантах 1-4 вне зависимости от места расположения фотоэлектрических элементов 61, на нижней стенке паза 30 или в другом месте, обеспечивается возможность передачи электрического тока наружу из герметично закрытого внутреннего пространства между панелями окна без нарушения герметичности с использованием электропроводных частей 51, 52, 44, 41, 42 и соответствующих соединителей 55. Аналогично, панель 5 ЛКСИ может быть введена в паз, который уже снабжен фотоэлектрическими элементами для приема направленного света и преобразования его в электрическую энергию. Кроме того, в этих вариантах могут использоваться электрические соединения для соединения фотоэлектрических элементов (фотоэлектрического устройства) ЛКСИ с устройствами, расположенными снаружи герметично закрытого внутреннего пространства. В альтернативном варианте может использоваться беспроводная передача электрической энергии наружу из герметично закрытого внутреннего пространства. Такая передача может быть осуществлена с использованием одной или нескольких катушек (передающая сторона), обеспечиваемых в герметично закрытом внутреннем пространстве дистанционирующего элемента, причем катушки подсоединяются к электрическим соединительным частям. Снаружи герметично закрытого внутреннего пространства обеспечиваются соответствующие катушки (принимающая сторона).

Панель 5 ЛКСИ могут быть в форме листа, изготовленного из стекла или из пластмассы, в котором равномерно распределены нанокристаллы, или может быть в форме композитного листа, в котором тонкий слой сильнолегированного материала, такого как полимер, нанесен на прозрачную основу, такую как стекло.

В зависимости от основного материала панель 5 ЛКСИ обычно имеет гораздо более высокий коэффициент теплового расширения по сравнению с внешними панелями остекления, которые обычно изготовлены из силикатного стекла, боросиликатного стекла, керамического стекла, щелочного стекла, свинцового стекла, хрусталя, ETFE, в то время как типичными материалами для ЛКСИ являются полиакрилаты и полиметилметакрилаты, поликарбонаты и другие материалы, указанные, например, в публикации WO 2016/116803 А1. Такие же материалы могут использоваться также и для внешних панелей.

Соответственно, ЛКСИ будет существенно перемещаться внутри паза 30 при нормальной эксплуатации, когда солнечный свет нагревает соответствующий ИСП, или соответствующий ИСП охлаждается, когда нет солнечного света, ночью или зимой.

Пятый вариант дистанционирующего элемента, показанный на фиг. 9, содержит упругое средство для компенсации таких перемещений. Подходящее средство для компенсации перемещений представляет собой пружинное устройство, которое может быть изготовлено из металла и подходящих пластмасс. Вариант, показанный на фиг. 9, представляет собой модификацию второго варианта, показанного на фиг. 3, с электропроводными металлическими пластинами 51 на поверхностях боковых стенок 14, 24. Не стоит говорить, что ЛКСИ с прикрепленными фотоэлектрическими элементами, перемещающийся внутри паза 30, должен оставаться в контакте с электропроводными металлическими пластинами 51 для нормальной работы концентратора. Это может обеспечиваться компенсирующим устройством. На фиг. 11 показана модификация пятого варианта, в которой подходящее устройство для компенсации перемещений представляет собой один или несколько пенистых элементов.

Фотоэлектрические элементы 61 также могут быть размещены на упругих элементах 71, а электрическое соединение может обеспечиваться, как это описано ниже.

На фиг. 12 показан вариант ЛКСИ с фотоэлектрическими элементами 64, прикрепленными к опорной пластине 61, изготовленной, например, из пластмассы, и к панели 5 ЛКСИ с использованием электропроводного клея 63. Опорная пластина 61 снабжена электропроводными выводами (контактами) 62, расположенными равномерно в продольном направлении, которые находятся в контакте с электропроводными частями дистанционирующего элемента, например, с электропроводными металлическими пластинами 51 в пазу 30 фиг. 3.

В зонах кромок основной поверхности внутренней панели (ЛКСИ) могут быть установлены отражающие элементы, например в форме фольги или пластин 65, выполненных из отражающего (зеркального) материала, для надежного направления света к краю внутренней панели с последующей передачей его на фотоэлектрические элементы. На фиг. 13 показано использование как вышеописанной опорной пластины 61, так и вышеупомянутой отражающей фольги 65.

Другой вариант конструкции вышеописанной опорной пластины показан на фиг. 14. В этом случае в опорную пластину 61 заделаны продольные электропроводные элементы в форме проводников 66, которые подсоединены к фотоэлектрическим элементам 64, прикрепленным к основной поверхности опорной пластины 61, с помощью штифтов 67, отходящих от проводников 66 в точках, равномерно распределенных по их длине. Продольные проводники 66 отходят от торцевой поверхности опорной пластины 61, формируя вилки 68 (или розетки), которые могут входить в контакт с соединителем, снабженным соответствующими приемными розетками (или вилками). В этом случае отпадает необходимость в электропроводных частях дистанционирующего элемента.

Также электропроводные части могут быть обеспечены на упругом средстве 71, как это показано на фиг. 15. В этом случае упругое средство (напр., поролон) 71, размещенное в пазу 30, имеет U-образную форму с внутренними поверхностями отходящих вверх его частей, покрытыми электропроводными пластинами 51, которые также могут служить в качестве вышеописанных отражающих пленок 65. В этом варианте U-образное упругое средство выполнено таким образом, чтобы обеспечивалась прессовая посадка в поперечном направлении внутренней панели (ЛКСИ), то есть, расстояние между электропроводными поверхностями в поперечном направлении меньше ширины вводимой панели, так что обеспечивается надежное электрическое соединение между фотоэлектрическими элементами, прикрепленными к внутренней панели, и электропроводными полосами.

На фиг. 7 показан двойной ИСП с известным дистанционирующим элементом.

Если внешние панели 3, 4 ИСП заменены панелями 3, 4 ЛКСИ, то дистанционирующий элемент может быть модифицирован, как показано на фиг. 8. В шестом варианте, показанном на фиг. 8, дистанционирующий элемент имеет обычную коробчатую конструкцию с отходящими плоскими частями 35, 36 на нижней стороне. На отходящих плоских частях размещены фотоэлектрические элементы 61. Поэтому панели ЛКСИ могут быть поставлены на плоские части 35, 36, отходящие в поперечном направлении, так что обеспечивается возможность сбора света и его преобразования панелями ЛКСИ в электрическую энергию.

Дистанционирующие элементы могут иметь более одного паза, так что внутри ИСП может быть установлено более одной внутренней панели, в результате чего обеспечивается возможность получения большего количества электрической энергии с одного квадратного метра окна.

Также элементы ЛКСИ могут использоваться в форме брусков 5', вместо панелей 5, размещенных в пазу 30. На фиг. 16 показаны две возможности размещения в этом случае фотоэлектрических элементов 64.

Дистанционирующий элемент необязательно должен иметь две полые камеры, однако внутренняя панель 5 может поддерживаться верхней стенкой профиля дистанционирующего элемента с одной камерой. В этом случае дистанционирующий элемент должен быть выполнена таким образом, чтобы обеспечивалась надежная установка внутренней панели 5. На фиг. 17А показаны три варианта a1), а2) и а3), в которых паз 30 формируется на верхней стенке 102 дистанционирующего элемента 1, и в поперечном направлении X паз 30 ограничивается двумя боковыми стенками 14', 24', которые являются продолжениями двух внешних боковых стенок 101, 103 в вертикальном направлении Y в сторону внутреннего пространства ИСП (фиг. 17А, a1) или а2)), или двумя вертикальными стенками 14'', 24'', отходящими в вертикальном направлении Y в центральной части верхней стенки 102. В обоих случаях может использоваться конструкция электропроводных частей 51 и упругого средства 71, как это уже было описано.

Внутренняя панель 5 необязательно устанавливается посередине дистанционирующего элемента, и может быть расположена асимметрично. На фиг. 17Б показан вариант, в котором внутренняя панель 5 расположена на левой стороне дистанционирующего элемента. В этом случае отсутствует паз, имеющий U-образную форму, а используется боковая выемка или уступ 31. Обе электропроводные части расположены на вертикальной стенке выемки 31 и отделены друг от друга пластмассой корпуса самого дистанционирующего элемента.

Дистанционирующий элемент, имеющий одну камеру, с пазом 30 или с выемкой 31 может быть охарактеризован следующим образом:

дистанционирующий элемент для изолирующих стеклопакетов с по меньшей мере тремя панелями остекления, ограничивающими по меньшей мере одно герметично закрытое внутреннее пространство между по меньшей мере двумя панелями остекления, содержащая:

корпус (2) дистанционирующего элемента, изготовленный из первого материала и проходящий в продольном направлении (Z), с двумя внешними поверхностями (АР) в поперечном направлении (X), перпендикулярном продольному направлению (Z), для прикрепления к внешним панелям (3, 4) остекления изолирующего стеклопакета, и

газонепроницаемый барьер (40), выполненный из второго материала,

причем корпус дистанционирующего элемента имеет поперечное сечение (X-Y), перпендикулярное продольному направлению (Z), с первой камерой (10) для размещения осушающего материала (80) и с пазом (30), расположенным на верхней стенке (102) дистанционирующего элемента и открытой на первой стороне элемента в вертикальном направлении (Y), перпендикулярном продольному и поперечному направлениям (Z, X),

газонепроницаемый барьер (40) расположен на и/или в корпусе дистанционирующего элемента в вертикальном направлении (Y) на второй его стороне, которая находится напротив первой стороны дистанционирующего элемента, и

паз (30) ограничен в поперечном направлении двумя боковыми сторонами (14', 24'; 14'', 24'') и в вертикальном направлении на второй стороне верхней стенкой (102), и паз (30) приспособлен для введения в него внутренней панели (5)остекления,

причем дистанционирующий элемент содержит по меньшей мере две электропроводные части (51), электрически изолированные друг от друга и расположенные в одной или в обеих боковых стенках (14, 24) и/или в нижней стенке (102) паза (30), или

дистанционирующий элемент вместо паза (30) имеет боковую выемку (31), которая формируется как уступ в одной из внешних поверхностей (АР) и имеет ширину в поперечном направлении, слегка превышающую ширину внутренней панели (5) остекления для ее установки в этой выемке, и дистанционирующий элемент содержит по меньшей мере две электропроводные части (51), электрически изолированные друг от друга и расположенные в стенке, ограничивающей выемку в поперечном направлении (X), и/или в нижней стенке (102) боковой выемки (31).

Дистанционирующие элементы содержат, особенно в общих чертах, паз, приспособленный для введения в нег внутреннего элемента, такого как панель или брусок, особенно панель или брусок ЛКСИ, и/или электропроводные элементы для обеспечения возможности вывода электрической энергии из герметично закрытого внутреннего пространства ИСП, и/или фотоэлектрические элементы, и/или упругие элементы, или соответствующую выемку.

Электропроводные элементы вместе с соединителями, приспособленными для вывода электрической энергии через герметичное уплотнение, обеспечивают синергический эффект.

Нижеприведенные варианты представляют собой потенциальные пункты формулы и могут изменяться или быть объектами дополнительных заявок, таких как выделенные заявки:

1. Дистанционирующий элемент для изолирующих стеклопакетов с тремя или более панелями остекления, ограничивающими по меньшей мере одно герметично закрытое внутреннее пространство между по меньшей мере двумя панелями остекления, содержащий:

корпус (2) дистанционирующего элемента, изготовленный из первого материала и проходящий в продольном направлении (Z), с двумя внешними поверхностями (АР) в поперечном направлении (X), перпендикулярном продольному направлению (Z), для прикрепления к внешним панелям (3, 4) остекления изолирующего стеклопакета, и

газонепроницаемый барьер (40), выполненный из второго материала,

причем корпус дистанционирующего элемента имеет поперечное сечение (X-Y), перпендикулярное продольному направлению (Z), с первой камерой (10) для размещения осушающего материала, расположенной рядом с первой (АР, 13) из двух внешних поверхностей, со второй камерой (20) для размещения осушающего материала, расположенной рядом со второй (АР, 23) из двух внешних поверхностей, и с пазом (30), расположенным между первой и второй камерами (10, 20) в поперечном направлении (X) и открытым на первой стороне дистанционирующего элемента в вертикальном направлении (Y), перпендикулярном продольному и поперечному направлениям (Z, X),

газонепроницаемый барьер (40) расположен на и/или в корпусе дистанционирующего элемента в вертикальном направлении (Y) на второй его стороне, которая находится напротив первой стороны дистанционирующего элемента, и

паз (30) ограничен в поперечном направлении двумя боковыми сторонами (14, 24) и в вертикальном направлении на второй стороне нижней стенкой (31), и паз (30) приспособлен для введения в него внутренней панели (5) остекления,

причем дистанционирующий элемент содержит по меньшей мере две электропроводные части (51, 52, 44, 53, 54), электрически изолированные друг от друга и расположенные в одной или в обеих боковых стенках (14, 24) и/или в нижней стенке (31) паза (30), или

2. Дистанционирующий элемент по варианту 1, содержащий также один или несколько фотоэлектрических элементов (61), размещенных в пазу (30).

3. Дистанционирующий элемент по вариантам 1 или 2, содержащий также по меньшей мере одно упругое средство (71), размещенное в пазу (30), которое приспособлено для компенсации перемещений внутренней панели (5) остекления.

4. Дистанционирующий элемент для изолирующих стеклопакетов с тремя или более панелями остекления, ограничивающими по меньшей мере одно герметично закрытое внутреннее пространство между по меньшей мере двумя панелями остекления, содержащий:

корпус (2) дистанционирующего элемента, изготовленный из первого материала и проходящий в продольном направлении (Z), с двумя внешними поверхностями (АР) в поперечном направлении (X), перпендикулярном продольному направлению (Z), для прикрепления к внешним панелям (3, 4) остекления изолирующего стеклопакета, и

газонепроницаемый барьер (40), выполненный из второго материала,

причем корпус дистанционирующего элемента имеет поперечное сечение (X-Y), перпендикулярное продольному направлению (Z), с первой камерой (10) для размещения осушающего материала, расположенной рядом с первой (АР, 13) из двух внешних поверхностей, со второй камерой (20) для размещения осушающего материала, расположенной рядом со второй (АР, 23) из двух внешних поверхностей, и с пазом (30), расположенным между первой и второй камерами (10, 20) в поперечном направлении (X) и открытым на первой стороне дистанционирующего элемента в вертикальном направлении (Y), перпендикулярном продольному и поперечному направлениям (Z, X),

газонепроницаемый барьер (40) расположен на и/или в корпусе дистанционирующего элемента в вертикальном направлении (Y) на второй его стороне, которая находится напротив первой стороны дистанционирующего элемента, и

паз (30) ограничен в поперечном направлении двумя боковыми сторонами (14, 24) и в вертикальном направлении на второй стороне нижней стенкой (31), и паз (30) приспособлен для введения в него внутренней панели (5) остекления,

причем дистанционирующий элемент содержит один или несколько фотоэлектрических элементов (61), размещенных в пазу (30).

5. Дистанционирующий элемент по варианту 4, содержащий также по меньшей мере одно упругое средство (71), размещенное в пазу (30), которое приспособлено для компенсации перемещений внутренней панели (5) остекления.

6. Дистанционирующий элемент для изолирующих стеклопакетов с тремя или более панелями остекления, ограничивающими по меньшей мере одно герметично закрытое внутреннее пространство между по меньшей мере двумя панелями остекления, содержащий:

корпус (2) дистанционирующего элемента, изготовленный из первого материала и проходящий в продольном направлении (Z), с двумя внешними поверхностями (АР) в поперечном направлении (X), перпендикулярном продольному направлению (Z), для прикрепления к внешним панелям (3, 4) остекления изолирующего стеклопакета, и

газонепроницаемый барьер (40), выполненный из второго материала,

причем корпус дистанционирующего элемента имеет поперечное сечение (X-Y), перпендикулярное продольному направлению (Z), с первой камерой (10) для размещения осушающего материала, расположенной рядом с первой (АР, 13) из двух внешних поверхностей, со второй камерой (20) для размещения осушающего материала, расположенной рядом со второй (АР, 23) из двух внешних поверхностей, и с пазом (30), расположенным между первой и второй камерами (10, 20) в поперечном направлении (X) и открытым на первой стороне дистанционирующего элемента в вертикальном направлении (Y), перпендикулярном продольному и поперечному направлениям (Z, X),

газонепроницаемый барьер (40) расположен на и/или в корпусе дистанционирующего элемента в вертикальном направлении (Y) на второй его стороне, которая находится напротив первой стороны дистанционирующего элемента, и

паз (30) ограничен в поперечном направлении двумя боковыми сторонами (14, 24) и в вертикальном направлении на второй стороне нижней стенкой (31), и паз (30) приспособлен для введения в него внутренней панели (5) остекления,

причем дистанционирующий элемент содержит также по меньшей мере одно упругое средство (71), размещенное в пазу (30), которое приспособлено для компенсации перемещений внутренней панели (5) остекления.

7. Дистанционирующий элемент по одному из вариантов 1-6, в котором первый материал представляет собой пластмассу, а второй материал представляет собой металл или другой материал, диффузионно-стойкий в отношении газов.

8. Дистанционирующий элемент по одному из вариантов 1-7, в котором паз (30) приспособлен для введения в него внутренней панели (5) остекления, которая представляет собой панель люминесцентного концентратора солнечного излучения и/или которая снабжена фотоэлектрическим устройством.

9. Дистанционирующий элемент по одному из вариантов 3, 5, 6, или по вариантам 7 или 8, при зависимости от одного из вариантов 3, 5, 6, в котором по меньшей мере одно упругое средство (71) представляет собой пружинный элемент, размещенный в пазу (30).

10. Дистанционирующий элемент по одному из вариантов 1-9, в котором газонепроницаемый барьер (40) содержит электропроводные части (41, 42), электрически изолированные друг от друга непроводящей частью (43) газонепроницаемого барьера (40), расположенной между электропроводными частями (41, 42) в поперечном направлении.

11. Изолирующий стеклопакет, содержащий:

три или более панелей остекления (3, 4, 5), ограничивающих по меньшей мере одно герметично закрытое внутреннее пространство между по меньшей мере двумя панелями (3, 4) остекления, и

дистанционирующий элемент по одному из вариантов 1-10,

причем одна из трех или более панелей (3, 4, 5) остекления является внутренней панелью (5), выполненной как панель люминесцентного концентратора солнечного излучения, снабженная фотоэлектрическим устройством и введенная в паз (30) дистанционирующего элемента (2), и фотоэлектрическое устройство электрически соединено с по меньшей мере двумя электропроводными частями (51, 52, 44, 53, 54).

12. Изолирующий стеклопакет, содержащий:

три или более панелей остекления (3, 4, 5), ограничивающих по меньшей мере одно герметично закрытое внутреннее пространство между по меньшей мере двумя панелями (3, 4) остекления, и

дистанционирующий элемент по одному из вариантов 1-10,

причем одна из трех или более панелей (3, 4, 5) остекления является внутренней панелью (5), снабженной фотоэлектрическим устройством и введенной в паз (30) дистанционирующего элемента (2), и фотоэлектрическое устройство электрически соединено с по меньшей мере двумя электропроводными частями (51, 52, 44, 53, 54).

13. Изолирующий стеклопакет, содержащий:

три или более панелей остекления (3, 4, 5), ограничивающих по меньшей мере одно герметично закрытое внутреннее пространство между по меньшей мере двумя панелями (3, 4) остекления, и

дистанционирующий элемент по одному из вариантов 1-10,

причем одна из трех или более панелей (3, 4, 5) остекления является внутренней панелью (5), выполненной как панель люминесцентного концентратора солнечного излучения и введенной в паз (30) дистанционирующего элемента (2),

дистанционирующий элемент содержит один или несколько фотоэлектрических элементов (61), размещенных в пазу (30) и оптически соединенных с панелью люминесцентного концентратора солнечного излучения, введенной в паз (30), и

один или несколько фотоэлектрических элементов (61) электрически соединены с по меньшей мере двумя электропроводными частями (51, 52,44, 53, 54).

14. Изолирующий стеклопакет остекления по одному из вариантов 11-13, в котором дистанционирующий элемент содержит по меньшей мере одно упругое средство, размещенное в пазу (30), которое приспособлено для компенсации перемещений внутренней панели (5) остекления, так что при этих перемещениях поддерживается электрическое соединение фотоэлектрического устройства и одного или более фотоэлектрических элементов (61), соответственно, с по меньшей двумя электропроводными частями (51, 52, 44, 53, 54).

15. Изолирующий стеклопакет, содержащий:

три или более панелей остекления (3, 4, 5), ограничивающих по меньшей мере одно герметично закрытое внутреннее пространство между по меньшей мере двумя панелями (3, 4) остекления, и

дистанционирующий элемент по одному из вариантов 1-10,

причем одна из трех или более панелей (3, 4, 5) остекления является внутренней панелью (5), выполненной как панель люминесцентного концентратора солнечного излучения и введенной в паз (30) дистанционирующего элемента (2),

дистанционирующий элемент содержит один или несколько фотоэлектрических элементов (61), размещенных в пазу (30) и оптически соединенных с панелью люминесцентного концентратора солнечного излучения, введенной в паз (30), и

дистанционирующий элемент содержит по меньшей мере одно упругое средство (71), размещенное в пазу (30), которое приспособлено для компенсации перемещений внутренней панели (5) остекления.

Следует понимать, что все признаки, раскрытые в описании и/или в формуле, предполагаются для раскрытия по отдельности и независимо друг от друга для цели первоначального описания, как и для ограничения заявленного изобретения, независимо от состава признаков в вариантах осуществления изобретения и/или в пунктах формулы. Следует также понимать, что все диапазоны величин или указания групп объектов определяют каждую возможную промежуточную величину или промежуточный объект для цели первоначального описания, а также для цели ограничения заявленного изобретения, в частности, как пределы диапазонов величин.

Реферат

Изобретение относится к дистанционирующим элементам (спейсерам), подходящим для применения с фотоэлектрическими устройствами. Предлагается дстанционирующий элемент для изолирующих стеклопакетов с тремя или более панелями остекления, ограничивающими по меньшей мере одно герметично закрытое внутреннее пространство между по меньшей мере двумя панелями остекления, содержащий: корпус (2) дистанционирующего элемента, изготовленный из первого материала и проходящий в продольном направлении (Z), с двумя внешними поверхностями (АР) в поперечном направлении (X), перпендикулярном продольному направлению (Z), для прикрепления к внешним панелям (3, 4) остекления изолирующего стеклопакета, и газонепроницаемый барьер (40), выполненный из второго материала, причем корпус дистанционирующего элемента имеет поперечное сечение (X-Y), перпендикулярное продольному направлению (Z), с первой камерой (10) для размещения осушающего материала, расположенной рядом с первой (АР, 13) из двух внешних поверхностей, со второй камерой (20) для размещения осушающего материала, расположенной рядом со второй (АР, 23) из двух внешних поверхностей, и с пазом (30), расположенным между первой и второй камерами (10, 20) в поперечном направлении (X) и открытым на первой стороне дистанционирующего элемента в вертикальном направлении (Y), перпендикулярном продольному и поперечному направлениям (Z, X), газонепроницаемый барьер (40) расположен на и/или в корпусе дистанционирующего элемента в вертикальном направлении (Y) на второй его стороне, которая находится напротив первой стороны дистанционирующего элемента, и паз (30) ограничен в поперечном направлении двумя боковыми сторонами (14, 24) и в вертикальном направлении на второй стороне нижней стенкой (31), паз (30) приспособлен для введения в него внутренней панели (5) остекления, причем дистанционирующий элемент содержит по меньшей мере две электропроводные части (51, 52, 44, 53, 54), электрически изолированные друг от друга и расположенные в одной или в обеих боковых стенках (14, 24) и/или в нижней стенке (31) паза (30). 5 н. и 7 з.п. ф-лы, 17 ил.

Формула