АНТИЗАПОТЕВАЮЩАЯ ДВЕРЦА ХОЛОДИЛЬНОЙ УСТАНОВКИ И СПОСОБ ЕЕ ИЗГОТОВЛЕНИЯ
ANTIFOGGING DOOR OF REFRIGERATING SET AND METHOD OF ITS MANUFACTURING

Настоящая заявка является частичным продолжением заявки US 11/229835, поданной 20 сентября 2005 г., испрашивающей приоритет по предварительной заявке US 60/610964, поданной 20 сентября 2004 г., и предварительной заявке US 60/700308, поданной 19 июля 2005 г., каждая из которых включена в настоящую заявку.
Область техники
Настоящее изобретение относится, в целом, к дверцам холодильных установок, стеклопакетам и холодильным системам, и, в частности, к антизапотевающей или антиобмерзающей, энергосберегающей дверце холодильной установки, обеспечивающей контроль над образованием конденсата, тепловую изоляцию, а также желаемый уровень прозрачности для визуального восприятия. Более конкретно, предлагаемая в настоящем изобретении дверца холодильной установки обеспечивает достижение вышеуказанных желательных характеристик без электрического обогрева дверцы за счет нанесения на нее покрытия с низкой излучательной способностью и при использовании покрытия или пленки, препятствующих ее запотеванию/обледенению. По всему тексту настоящего изобретения, под термином "дверца холодильной установки" подразумевается дверца, используемая для морозильных камер, холодильников и аналогичных установок и шкафов. Кроме того, применительно к настоящему изобретению, термин "энергосберегающий" (как, например, "энергосберегающая дверца холодильной установки") означает, что не применяется электрический обогрев стекла. Термины "антизапотевающий" и "антиобмерзающий" относятся к покрытию или пленке, которые сокращают или сводят на нет время наличия конденсации на дверце холодильной установки, стеклопакета, или любой другой холодильной установки, описанной в настоящем изобретении.
Уровень техники
Все публикации патентов США и заявок на патенты, на которые делаются ссылки в настоящем изобретении, в совокупности включены в настоящее описание, посредством ссылок. В случае разногласий, приоритет имеет настоящее описание, включая все определения.
Дверцы холодильного оборудования, такого как торговые морозильные камеры, холодильники и подобные холодильные установки, как правило, изготавливают из стекла, чтобы позволить покупателю хорошо разглядеть продукты, помещенные за ними для продажи, не открывая дверцы. Однако, когда на стекле образуется конденсат (иногда упоминаемый как "запотевание" стекол), покупатель уже не может достаточно хорошо разглядеть находящиеся за ним продукты, что нежелательно как с точки зрения покупателя, так и с точки зрения владельца магазина или предприятий розничной торговли. Образование морозных узоров на стекле представляет собой аналогичную проблему.
Влага конденсируется с внешней стороны дверцы холодильной установки, поскольку температура поверхности внешней стороны стекла опускается ниже температуры воздуха, имеющей место в помещении магазина, за счет более низких температур внутреннего пространства морозильной камеры или холодильника. Когда температура поверхности стекла опускается ниже точки росы воздуха магазина, на поверхности стекла образуется конденсат. Кроме того, при открытии дверцы в условиях влажного воздуха окружающей среды, внутренняя часть стекла, образующая внутреннюю часть дверцы, моментально подвергается воздействию воздуха помещения магазина, в результате чего на внутренней стороне дверцы также может образоваться конденсат. Конденсация с внутренней стороны дверцы также может иметь место вследствие того, что температура внутренней стороны стеклянной дверцы опускается ниже точки росы воздуха магазина, воздействию которого она подвергается.
Как уже было сказано, наличие конденсата на стеклянной дверце холодильной установки, который также может образовывать морозные узоры, не дает покупателю возможности хорошо рассмотреть через стеклянную дверцу продукты, представленные для продажи. Следовательно, если на стеклянной дверце холодильной установки имеют место конденсация или морозные узоры, то покупателю приходится открывать дверцы холодильной установки, чтобы рассмотреть его содержимое, что непрактично для магазинов с большим числом морозильных камер или холодильников. Открытие дверцы каждого холодильника требует дополнительных усилий и временных затрат не только с точки зрения покупателей, но также и нежелательным с точки зрения предприятий розничной торговли, поскольку это приводит к значительному повышению электропотребления морозильными камерами и холодильниками предприятия розничной торговли, и соответственно к более высоким издержкам на электроэнергию для таких предприятий.
Существуют различные промышленные стандарты, требованиям которых должны соответствовать дверцы холодильной установки, чтобы быть приемлемыми для использования. В США большая часть промышленных предприятий требует, чтобы дверцы морозильных камер (а не дверцы холодильников) не имели бы наружной конденсации при их использовании в условиях температуры окружающего воздуха восемьдесят градусов Фаренгейта (80°F), относительной влажности шестьдесят процентов (60%), и температуре внутри камеры - минус сорок градусов Фаренгейта (-40°F). Требования других стран, в этом отношении, различаются.
Как известно из области техники, к которой относится настоящее изобретение, типовая дверца холодильной установки состоит из стеклопакета, заключенного в дверную раму. Стеклопакет, используемый для остекленных дверок холодильной установки, как правило, состоит из двух или трех листов стекла, герметично уплотненных по их наружным кромкам с использованием уплотнительной прокладки, что, как правило, называют уплотнением кромок дверцы по периметру. В стеклопакетах, состоящих из трех листов стекла, между этими тремя листами стекла образуются две изолированные камеры. В стеклопакетах, состоящих из двух листов стекол, образуется одна изолированная камера. Как правило, стеклопакеты, используемые для холодильников, состоят из двух листов стекла, в то время как стеклопакеты, используемые для морозильных камер, - из трех листов стекла. При однократной герметизации такие камеры часто заполняют инертным газом, например, аргоном, криптоном и другим приемлемым газом, в целях повышения теплосберегающих свойств стеклопакета.
Большинство традиционных способов, направленных на предотвращение или снижение уровня конденсации на дверцах холодильной установки, предполагают использование электроэнергии для таких дверок, посредством нанесения проводящих покрытий на одну и более стеклянных поверхностей стеклопакета для электрообогрева стекла. Цель обогрева стекла заключается в поддержании его температуры выше точки росы более теплого воздуха, имеющего место в магазине. Обогрев стекла до температуры выше точки росы предотвращает образование нежелательного конденсата и морозных узоров на стекле дверцы холодильной установки, в результате чего становится возможным четкое визуальное восприятие содержимого холодильного отсека.
В стеклопакете дверцы, состоящем из трех листов стекла, на не подверженную воздействию воздуха внешней за пределами холодильного отсека среды поверхность одного или двух листов стекла наносят покрытие из проводящего материала. Такое стекло с покрытием из проводящего материала соединяют с источником электроэнергии посредством двух шин или посредством других электрических соединителей, установленных на противоположенных кромках стекла. Через покрытие пропускают электрический ток, покрытие нагревается, нагревая, таким образом, само стекло и предотвращая образование конденсата на его поверхности. Покрытия стекла стеклопакетов дверок холодильной установки, как правило, наносят на неподвергаемую воздействию воздуха внешней среды поверхность наружного стекла. Однако, поскольку конденсат иногда образуется с внутренней стороны внутреннего листа стекла, то в целях предотвращения такой конденсации, на неподверженную воздействию воздуха внешней среды поверхность внутреннего листа стекла также может быть нанесено покрытие для его обогрева.
Таким традиционным обогреваемым дверцам холодильной установки, известным из предшествующего уровня техники, присущи многочисленные недостатки и проблемы. Во-первых, обогрев дверцы предполагает использование электроэнергии, расходы на которую превышают расходы на электроэнергию для системы охлаждения. В торговой морозильной камере стандартного размера дополнительные издержки на обогрев дверцы такой камеры значительны - с учетом текущих цен на электроэнергию, такие дополнительные издержки могут составить 100 долларов в год по каждой такой морозильной камере. Принимая во внимание то, что многие магазины используют морозильные камеры в большом количестве, а в некоторых супермаркетах и других продуктовых магазинах розничной торговли таких морозильных камер может насчитываться сотни, то суммарные издержки на электрообогрев стеклянных дверок морозильных камер могут быть очень высокими.
Во-вторых, избыточная теплота, образующаяся при традиционном электрообогреве дверок холодильной установки, проходит в холодильную камеру, создавая дополнительную проблему для системы охлаждения, также способствующую дополнительному увеличению издержек на электроэнергию.
В-третьих, если источник электроэнергии, подаваемой к дверце для ее электрообогрева, слишком маломощный, или при его отключении, или в случае сбоя в системе электроснабжения, на стекле образуется конденсат и/или морозные узоры. Результатом избыточной мощности рассеяния электроэнергии являются ненужные дополнительные издержки на электроэнергию. Для преодоления таких проблем, такое холодильное оборудование с электрообогревом стекол часто требует точного управления системой обогрева стекол. Для достижения такого точного управления системой обогрева стекол необходима система электроуправления, что приводит к более высоким издержкам проектирования и изготовления, а также к значительным эксплуатационным издержкам и издержкам на техобслуживание.
В-четвертых, такие стеклянные дверцы с электрообогревом представляют собой угрозу безопасности для покупателей и потенциальный риск материальной ответственности для предприятий розничной торговли и компаний-изготовителей холодильных систем. Напряжение, подаваемое на покрытие стеклянной дверцы, как правило, составляет 115 В переменного тока. Продуктовые тележки, используемые покупателями магазинов, являются тяжелыми и металлическими. Если такая тележка ударится о стеклянную дверцу и разобьет стекло, то электрический ток может пройти через тележку к покупателю, в результате чего может иметь место серьезная травма и даже летальный исход.
Патенты US 5852284 и 6148563 раскрывают метод подачи электрического напряжения к стеклу, на которое нанесено проводящее покрытие (которое может быть покрытием с низкой излучательной способностью), для контроля над образованием конденсата на внешней поверхности стеклянной дверцы. Проводящее покрытие, такое как покрытие с низкой излучательной способностью, обеспечивает электросопротивление, в результате чего образуется тепло, при одновременном получении желаемых теплосберегающий свойств. Однако дверцам холодильной установки, раскрытым в вышеупомянутых патентах, присущи недостатки и проблемы, обусловленные электрообогревом дверок. О стеклопакетах, дверцах, холодильных установках и аналогичных установках также речь идет в патентах US 6367223, 6606832 и 6606833, а также в публикации заявки US 2003/0062813 и US 2003/197449. Как уже было сказано выше, эти и другие патенты США и заявки на патенты, в совокупности, включены в настоящее описание посредством ссылок.
В дополнении к обеспечению проводимости, такие покрытия с низкой излучательной способностью использовались в качестве других средств для уменьшения конденсации на дверцах холодильной установки. Конкретно, в основу одного способа повышения изоляционных свойств стекла (показатель "R") и уменьшения теплопотерь из холодильной камеры, было положено нанесение на стекло покрытия с низкой излучательной способностью (низким показателем излучательной способности "Е" (коэффициент излучения или эмиссии)). Покрытие с низким показателем Е представляет собой микроскопически тонкий, визуально незаметный слой(и) металла или оксида металла, нанесенный на поверхность стекла, для уменьшения излучательной способности за счет подавления излучательного потока тепла через стекло. Излучательная способность представляет собой отношение излучения, исходящего от черного тела или поверхности, к теоретическому излучению, рассчитанному по закону излучения абсолютно черного тела - закону Планка. Термин "излучательная способность" используют, когда речь идет о величинах излучающей способности, измеряемых в инфракрасном диапазоне, согласно стандартам Американского Общества по испытаниям материалов (ASTM). Излучательную способность измеряют при использовании радиометрических измерений и регистрируют как излучательную способность для лучей, исходящих в виде полусферы, и для лучей, исходящих нормально. Излучательная способность показывает в процентах излучение в области длинных волн инфракрасных лучей, испускаемое покрытием. Более низкая излучательная способность означает, что через стекло проходит меньше тепла. Следовательно, излучательная способность листа стекла, установленного в стеклопакете, оказывает влияние на изоляционную способность стекла или стеклопакета, а также на теплопроводность (коэффициент "U") стекла или стеклопакета. Коэффициент теплопроводности (теплопередачи) U листа стекла или стеклопакета обратно пропорционален показателю R листа стекла или стеклопакета.
Во многостекольных стеклопакетах излучательная способность стеклопакета, которая представляет собой суммарную излучательную способность каждого из стекол, входящих в состав стеклопакета, может быть приблизительно рассчитана, перемножением показателей излучательной способности каждого из стекол. Например, если стеклопакет состоит из двух стекол, при этом показатель излучательной способности каждого из стекол составляет 0,5, то суммарная излучательная способность составит 0,5, умноженная на 0,5 или 0,25.
В то время как покрытия с низким показателем Е использовались для стеклопакетов, устанавливаемых в дверцах холодильной установки как с электрообогревом, так и без электрообогрева, такие покрытия и стеклопакеты не имели возможности контролировать образование конденсата и обеспечивать необходимую тепловую изоляцию в широком диапазоне температур и в различных условиях окружающей среды, в которых использовались такие дверцы холодильной установки, без электрического обогрева дверок. Более конкретно, независимо от использования таких покрытий с низким показателем Е, дверцы холодильной установки, не имеющие обогрева, не могли обеспечить контроль над образованием конденсата в таких областях применения, в которых температуры внутри холодильных камер в значительной степени приближаются к температуре замерзания или ниже температуры замерзания.
Более того, для обычных антизапотевающих/антиобмерзающих покрытий, пленок и т.д., а также для способов их нанесения, также характерны ограничения. Например, при использовании пленок, все еще может иметь место образование капель воды, которые способствуют запотеванию стекла и затрудняют видимость через такое стекло. Кроме того, противозапотевающие свойства покрытий часто утрачиваются в результате быстрого впитывания воды и частых уборок. И, далее, известные антизапотевающие покрытия, действие которых заключается в поглощении конденсата, могут достигнуть состояния насыщения и утратить эффективность в условиях высокого уровня влажности окружающей среды, что, по меньшей мере частично, объясняется их набухшим состоянием. Кроме того, эти покрытия могут легко растягиваться или загрязняться, а также они не являются достаточно толерантными или стойкими к действию обычно используемых растворителей. Более того, при использовании типовых покрытий, препятствующих запотеванию, могут иметь место обычные проблемы, характерные для любых покрытий, например, потеки, ручьи, захват пыли и образование микротрещин под действием химических реагентов.
Следовательно, несмотря на выпускаемые промышленностью дверцы холодильной установки с электрообогревом и с покрытиями с низкой излучательной способностью, а также специальные продукты против запотевания или обмерзания, например, покрытия и пленки, все еще актуальна потребность в дверце холодильной установки, которая 1) обеспечивала бы требуемый контроль над образованием конденсата и тепловую изоляцию в широком диапазоне температур и условий окружающей среды; 2) обеспечивала бы требуемый уровень визуального восприятия; 3) способствовала бы сокращению нежелательных издержек на электроэнергию и нежелательных нагрузок на систему охлаждения за счет устранения необходимости использования электроэнергии для обогрева дверцы; 4) не требовала бы дорогой и сложной системы электроуправления, сводя, таким образом, к минимуму издержки на проектирование, изготовление, эксплуатацию и техобслуживание такой системы; и 5) не представляла бы собой угрозу безопасности для покупателей и потенциальный риск материальной ответственности для фирм-изготовителей и предприятий розничной торговли, и которая любым другим способом предотвращала бы или сводила бы к минимуму те проблемы, о которых было сказано выше.
Краткое изложение сущности изобретения
В основу настоящего изобретения положена задача преодоления тех описанных выше недостатков, которые имели место в предшествующем уровне техники, за счет разработки энергосберегающей дверцы холодильной установки с контролем над образованием конденсата, тепловой изоляцией и требуемым уровнем визуального восприятия через такую дверцу.
Еще одна цель настоящего изобретения заключается в разработке дверцы холодильной установки, не требующей электроэнергии для уменьшения конденсации на стекле.
Еще одна цель настоящего изобретения заключается в разработке дверцы холодильной установки, которая обеспечивала бы контроль над образованием конденсата и не пропускала бы значительного количества тепла вовнутрь морозильной камеры или холодильника, во избежание дальнейшего увеличения нагрузки на систему охлаждения и дополнительных издержек на электроэнергию.
Еще одна цель настоящего изобретения заключается в разработке дверцы холодильной установки, которая обеспечивала бы контроль над образованием конденсата и была бы более простой и более экономичной с точки зрения изготовления, эксплуатации и техобслуживания по сравнению с аналогичными дверцами и системами, известными из предшествующего уровня техники.
Еще одна цель настоящего изобретения заключается в разработке дверцы холодильной установки, которая обеспечивала бы контроль над образованием конденсата, и которая отличалась бы большей простотой конструирования, легкостью эксплуатации и техобслуживания.
Еще одна цель настоящего изобретения заключается в разработке дверцы холодильной установки, которая контролировала бы образование конденсата, и для которой не использовалось бы электричество в целях обогрева стекла для контроля над образованием конденсата.
Еще одна цель настоящего изобретения заключается в разработке дверцы холодильной установки, излучательная способность (коэффициент излучения) которой менее 0,04.
Еще одна цель настоящего изобретения заключается в разработке дверцы холодильной установки, излучательная способность которой составляет приблизительно 0,0025.
Еще одна цель настоящего изобретения заключается в разработке дверцы холодильной установки, коэффициент теплопроводности U которой менее 0,2 БТЕ/(час кв.фут °F).
Еще одна цель настоящего изобретения заключается в разработке дверцы холодильной установки, коэффициент U которой составляет приблизительно 0,16 БТЕ/(час кв.фут °F).
Еще одна цель настоящего изобретения заключается в разработке дверцы холодильной установки, обладающей дополнительными свойствами против запотевания и обмерзания, сокращающими время наличия конденсата до нуля или почти до нуля.
Другие цели настоящего изобретения включают разработку покрытия или пленки против запотевания и/или обмерзания для использования в дверцах холодильных установок, а также в холодильных системах и в стеклопакетах; сюда также относятся пленки, наносимые на поверхность подложки.
В настоящем изобретении эти и другие цели достигаются посредством, помимо всего прочего, энергосберегающих дверок холодильной установки, и способов их изготовления. В одном из вариантов осуществления настоящее изобретение включает дверную раму, в которую установлен стеклопакет, состоящий из внутреннего, среднего и наружного листов стекла. Первая уплотнительная прокладка, размещенная по периметру внутреннего и среднего листов стекла, образует первую камеру между внутренним и средним листами стекла. Вторая уплотнительная прокладка, размещенная по периметру среднего и наружного листов стекла, образует вторую камеру между средним и наружным листами стекла. Первую и вторую камеры заполняют таким газом, как криптон, воздух или аргон. Как наружный, так и внутренний лист стекла имеют поверхность, не подверженную воздействию воздуха внешней среды, которая обращена к среднему листу стекла. Покрытие с низкой излучательной способностью наносят на поверхности внутреннего и наружного листов стекла, не подверженные воздействию воздуха внешней среды, так что стеклянная дверца, в целом, имеет коэффициент теплопроводности U, обеспечивающий предотвращение образования конденсата на внешней поверхности наружного листа стеклянной дверцы, не требуя электроэнергии для обогрева дверцы, одновременно обеспечивая требуемую степень испарения конденсата с внутренней стороны внутреннего листа стеклянной дверцы. Покрытие или пленку против запотевания/обмерзания наносят на поверхность одного из листов стекла, предпочтительно на поверхность внутреннего листа, подвергаемую воздействию воздуха окружающей среды.
В настоящем изобретении также предлагается новое покрытие против запотевания/обмерзания.
Покрытие против запотевания/обмерзания эффективно в различных областях применения, таких как стеклопакеты, включая стеклопакеты с более чем двумя стеклами, дверцы холодильной установки и морозильных камер для холодильных и морозильных витрин, автомобильных зеркал, в частности, наружных автомобильных зеркал, дверей саун, парилок, душевых кабин, окошек киосков для продажи билетов, окон в ванных комнатах, зеркал в ванных комнатах, наружных холодильников и морозильных камер, которые подвергаются воздействию высокой влажности и осадков в виде дождя, а также в любых других областях применения, в которых наличие покрытия против обмерзания или запотевания было бы желательным. Следовательно, несмотря на то, что покрытия против запотевания/обмерзания по настоящему изобретению, предпочтительно, используются для энергосберегающих дверок холодильной установки и морозильных камер, они также хорошо подходят для многочисленных других областей применения, включая дверцы, для которых необходима электроэнергия, такие как дверцы с электрообогревом.
Ниже, со ссылкой на прилагаемые чертежи, подробно описаны другие особенности и преимущества настоящего изобретения.
Краткое описание чертежей
На чертежах, которые являются частью настоящего описания, показаны различные варианты осуществления настоящего изобретения, и, вместе с описанием, эти чертежи служат для объяснения принципов настоящего изобретения, чтобы позволить специалистам в данной области техники его изготовить и использовать. Одинаковые номера, встречающиеся на чертежах, означают идентичные или функционально аналогичные элементы.
Настоящее изобретение и его многочисленные преимущества будут более понятны из приведенного ниже детального описания с прилагаемыми чертежи, на которых:
на фиг.1 показана холодильная система по одному из вариантов осуществления настоящего изобретения;
на фиг.2 показана дверца холодильной установки по настоящему изобретению;
на фиг.3 показана часть поперечного разреза дверцы холодильной установки по настоящему изобретению;
на фиг.4 показана часть поперечного разреза дверцы холодильной установки по настоящему изобретению.
Подробное описание вариантов осуществления изобретения
Для более полного объяснения, а не для определения ограничений, в приведенном ниже описании указана такая частная подробная информация, как конкретные покрытия, способы нанесения покрытий, толщины листов стекла и пленок, используемые уплотнительные прокладки, число листов стекла, расстояния между листами стекла, способы сборки дверцы и т.д., в целях более глубокого понимания настоящего изобретения. Однако для специалистов в данной области техники будет очевидно, что настоящее изобретение может быть осуществлено на практике в других его вариантах, отличающихся от указанной выше частной информации. Для более четкого описания изобретения опущены подробные описания хорошо известных покрытий, способов их нанесения, уплотнительных прокладок, а также способов сборки дверок холодильной установки. Для целей настоящего описания изобретения, такие термины, как "наружный" и "внутренний" (лист стекла) или "внешняя" и "внутренняя" (поверхность) имеют такое определение, если рассматривать их изнутри морозильной камеры или холодильного отсека, как это очевидно из чертежей.
Результаты проведенных испытаний, а также компьютерного моделирования, продемонстрировали, что согласно требованиям, предъявляемым к рабочим характеристикам, требуется, чтобы коэффициент теплопроводности U (проводимость при передаче тепла через стекло), составлял примерно, 0,2 БТЕ/(час кв.фут °F), чтобы избежать образования конденсата с внешней стороны стекла дверцы холодильной установки. Однако, как уже отмечалось выше, при открытии дверцы, конденсация может иметь место и с внутренней стороны внутреннего листа стекла дверцы, поскольку температура внутренней поверхности листа стекла ниже точки росы более влажного воздуха внешней среды, имеющей место в магазине, воздействию которого она подвергается. Однако при закрытии дверцы конденсат рассеивается из-за испарения влаги вовнутрь морозильной камеры или холодильного отсека.
При наличии конденсации с внутренней стороны дверцы холодильной установки, содержимое морозильной камеры или холодильника не видно через дверцу. Следовательно, скорость испарения, определяющая период времени, в течение которого имеет место конденсация (называемый "временем наличия конденсации") является важным критерием для расчета. Чем больше тепла передается через стеклянную дверцу внутренней поверхности стеклянной дверцы, тем быстрее происходит испарение конденсата, имеющего место с внутренней стороны дверцы. Однако более высокая теплопередача через дверцу также приводит к более высоким затратам на электроэнергию, которая требуется для системы охлаждения. Поэтому оптимальный коэффициент теплопроводности U стеклянной дверцы будет определяться многочисленными факторами, включая разницу между наружной и внутренней температурами, толщину стекла, расстояния между листами стекла, газ(ы), используемые для заполнения камер(ы) стеклопакета, числа листов стекла, материала уплотнительной прокладки или распорной ленты (спейсера), влажности воздуха внешней среды, коэффициента поглощения покрытия в длинноволновом инфракрасном спектре, а также время, требуемое для испарения конденсата. Кроме того, издержки, связанные с отдельными элементами (т.е. газом, уплотнительной прокладкой, стеклом и т.д.), стоимость электроэнергии и другие факторы, также должны учитываться при расчетах. В описанном ниже предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения, приведен коэффициент теплопроводности U, равный 0,16 БТЕ/(час кв.фут °F), предотвращающий наличие конденсации с наружной стороны дверцы; при этом допускается пропуск достаточного количества тепла из внешней среды через дверцу, что позволяет конденсату, имеющемуся с внутренней стороны дверцы, испариться в течение обоснованного периода времени. Одни фирмы-изготовители предъявляют к холодильным системам требования, согласно которым конденсат должен испаряться в течение нескольких минут, в то время аналогичные требования других фирм-изготовителей - ограничиваются периодом в одну минуту. В альтернативных вариантах осуществления настоящего изобретения коэффициент теплопроводности U может в значительной степени приближаться к 0,16 БТЕ/(час кв.фут °F) или быть меньше этой величины. Время, требуемое для испарения конденсата, будет варьироваться в зависимости от времени, в течение которого дверца будет открытой, показателя влажности воздуха внешней среды, имеющей место в магазине, температуры отсека холодильной системы, содержимого холодильной системы, тепла, пропускаемого через дверцу (которое находится в зависимости от коэффициента U), и других факторов.
В варианте осуществления настоящего изобретения, представленном на фиг.1, холодильная система 5 включает несколько прозрачных дверок 10, каждая из которых имеет ручку 11. Как будет описано более подробно ниже, каждая дверца 10 этой холодильной системы состоит из стеклопакета 50, вставленного в раму 55. Внутри холодильной системы имеется множество полок 6, на которых размещаются имеющиеся в продаже продукты, для их визуального обзора через стекло. Дверца 10 холодильной системы по настоящему варианту осуществления изобретения (фиг.2), крепится к дверному проему холодильной системы с помощью шарнира, позволяющего дверце открываться наружу.
Как описано выше, дверца 10 холодильной системы состоит из стеклопакета 50, вставленного в раму 55. Как показано на фиг.3, стеклопакет 50 состоит из наружного листа 60 стекла, среднего листа 65 стекла и внутреннего листа 70 стекла. Стеклопакет 50 вставлен в раму 55 и также включает первую уплотнительную прокладку 90, которая проходит по периметру внутренней поверхности 62 наружного листа 60 стекла и внешней поверхности среднего листа 65 стекла, с образованием достаточно герметично уплотненной, изолированной наружной камеры 92. Аналогично этому, вторая уплотнительная прокладка 95 проходит по периметру внешней поверхности 72 внутреннего листа 70 стекла и внутренней поверхности среднего листа 65 стекла, с образованием достаточно уплотненной изолированной внутренней камеры 94.
Внешняя поверхность 61 наружного листа 60 стекла контактирует с внешней окружающей средой 7. Другими словами, внешняя поверхность 61 наружного листа 60 стекла подвергается воздействию воздуха внешней среды, в которой установлен холодильник или морозильная камера. Внутренняя поверхность 62 наружного листа 60 стекла образует часть наружной камеры 92 и обращена в камеру 92.
По настоящему предпочтительному примеру осуществления настоящего изобретения наружный лист 60 стекла имеет толщину, равную одной восьмой дюйма, подвергнут закалке с последующим отпуском, а внутренняя поверхность 62 наружного листа 60 стекла имеет покрытие 63 с низкой излучательной способностью. В частности, по настоящему варианту осуществления настоящего изобретения, покрытие с низким показателем Е представляет собой покрытие, нанесенное методом напыления, включающее сверхжесткий диоксид титана в качестве базового слоя, обеспечивающий высокие теплосберегающие свойства и высокую степень прозрачности для визуального восприятия. Это конкретное стекло с нанесенным на него методом напыления покрытием может быть закалено с последующим отпуском после нанесения покрытия, и обеспечивает высокую степень излучения в видимой области спектра без значительного изменения цветовых оттенков. На внешнюю поверхность 61 наружного листа 60 стекла покрытие не наносится. В настоящем варианте изобретения наружный лист 60 стекла может быть, например, (без ограничений) листом стекла марки Comfort Ti-PS толщиной одна восьмая дюйма, производства компании AFG Industries, Inc., Кингспорт, штат Теннесси, США, имеющим покрытие с низким показателем Е, обеспечивающим излучательную способность 0,05. Как известно из области техники, к которой относится настоящее изобретение, стекло марки Comfort Ti-PS нарезают в соответствии с требуемыми размерами, закаливают с последующим отпуском и обрабатывают кромки, прежде чем установить такое стекло в стеклопакет 50. Стекло с низким показателем Е, о котором идет речь в настоящем описании, не ограничивается вышеуказанной продукцией с конкретным названием и может быть любым приемлемым стеклом с низким показателем Е, включая, но не ограничиваясь, стеклом с низким показателем Е, с покрытием, нанесенным методом напыления, и стеклом с низким показателем Е с покрытием, нанесенным пиролитическим способом.
Средний лист 65 стекла располагается между наружным листом 60 стекла и внутренним листом 70 стекла и образует часть наружной камеры 92 и внутренней камеры 94. Средний лист 65 стекла располагается на расстоянии одной второй дюйма от наружного листа 60 стекла и внутреннего листа 70 стекла, имеет толщину одна восьмая дюйма, не имеет покрытия, и закален с последующим отпуском.
Внутренний лист 70 стекла контактирует с внутренним пространством морозильной камеры или холодильного отсека 9, при этом его внутренняя поверхность 71 обращена во внутреннее пространство отсека 9. Внешняя поверхность 72 внутреннего листа 70 стекла образует часть внутренней камеры 99 и обращена в эту камеру. Внешняя поверхность 72 внутреннего листа 70 стекла также имеет покрытие 73 с низкой излучательной способностью. В настоящем варианте изобретения покрытие 73 на внешней поверхности 72 внутреннего листа 70 стекла аналогично описанному выше покрытию 63 на внутренней поверхности 62 наружного листа 60 стекла. В предпочтительных вариантах изобретения внутренняя поверхность 71 имеет нанесенное покрытие или пленку 75, которые препятствуют запотеванию или обмерзанию и значительно сокращают время наличия конденсации в период эксплуатации холодильной установки, предпочтительно, практически до нуля (т.е. видимого запотевания не происходит).
Предпочтительные покрытия или пленки, препятствующие запотеванию, включают покрытия и пленки, известные из области техники, к которой относится настоящее изобретение, такие как пленки марки Vistex и Visgard, производимые компанией Film Specialties Inc. Для удобства нанесения такие пленки, с обратной стороны, могут включать оптический клей. Пленки марки Vistex, например, могут включать полимер, отвержденный на прозрачной полиэфирной пленке, с прозрачным оптическим клеем с обратной стороны. Пленки марок Vistex и Visgard можно приобрести в виде полимерной пленке или в жидком виде. Такие пленки предотвращают запотевание при любой температуре и влажности. Кроме того, стекло не запотевает и конденсат не образуется, даже когда дверца холодильника или морозильной камеры бывает широко открыта в течение продолжительных периодов времени, как, например, для пополнения товарных запасов. Противозапотевающие свойства пленки не исчезают после кратковременного пропитывания водой или частых уборок; покрытия также не набухают под действием воды и не утрачивают своих рабочих характеристик в условиях высокой влажности, как, например, те покрытия, функции которых заключаются в поглощении конденсата.
Предпочтительные антизапотевающие пленки, используемые в настоящем изобретении, легко поглощают воду, поэтому влага незаметно распространяется по поверхности с нанесенным покрытием быстрее, чем образуются капли, которые появляются в виде запотевания и затрудняют визуальное восприятие через стекло. Кроме того, предпочтительные пленки обладают стойкостью к царапанию и включают с обратной стороны акриловый клей. Тип клея - тот, который, как правило, используют на солнцезащитных пленках; данный тип клея позволяет наносить пленку на любую плоскую или цилиндрическую поверхность. Клеевая система может быть склеивающей при надавливании и оптически прозрачной. Может использоваться различная толщина пленок, и любой специалист в данной области техники может без труда найти толщину пленки, которая подходит для нужной ему области применения. Упомянутые выше покрытия или пленки имеют толщину приблизительно 4 мила. Пленки могут быть нанесены на стеклянную поверхность с помощью резинового скребка. Предпочтительная толщина покрытия/пленки для других вариантов осуществления настоящего изобретения, речь о которых идет в настоящем описании, колеблется приблизительно от 4 до 20 микрон. Пленки/покрытия толщиной приблизительно 4 микрона пригодны для зеркал. Для достижения самых высоких противобмерзающих свойств, предпочтение отдают пленкам/покрытиям толщиной приблизительно от 10 до 20 микрон, при этом особым предпочтением пользуются пленки/покрытия толщиной от 12 до 15 микрон.
Предпочтительные пленки/покрытия являются долговечными антизапотевающими или антиобмерзающими пленками, в основе изготовления которых лежит технология получения гидрофильного полимера. Антизапотевающее или антиобмерзающее покрытие действует, уменьшая поверхностное натяжение воды, способствуя распределению конденсата, устраняя, таким образом, запотевание в любых условиях температуры и влажности. По сравнению с большинством необработанных пластмасс предпочтительные покрытия допускают различные нарушения. Небольшие поверхностные царапины, имеющие место на антизапотевающей пленке, фактически "самоликвидируются" под воздействием влаги. Кроме того, предпочтительные покрытия демонстрируют высокую химическую стойкость и противостоят воздействию таких растворителей, как изопропиловый спирт, толуол или ацетон, защищая, таким образом, подложку от воздействия растворителя. При необходимости, могут быть использованы обычные очистители для стекла.
Предпочтительные пленки/покрытия не растворимы в воде, и они не будут пачкать или растворяться во влажном состоянии в отличие от других антизапотевающих покрытий, известных в области технике, к которой относится настоящее изобретение. Предпочтительные пленки/покрытия отверждаются в контролируемых условиях, устраняя, таким образом, такие типовые проблемы, связанные с нанесением покрытия, как подтеки, захват пыли и образование микротрещин под действием химических реагентов. Кроме того, пленки добавляют стеклу, на которое они наносятся, стойкость к царапанию и разрушению. Клеи образуют клеевое соединение со стеклом или с любой пластмассой, даже с пластмассой, имеющей твердую обработанную поверхность, чтобы повысить стойкость к образованию царапин.
Что касается некоторых известных антизапотевающих и антиобмерзающих пленок/покрытий, пригодных для использования в вариантах осуществления настоящего изобретения, то до нанесения антизапотевающей или антиобмерзающий пленки на стекло наносят отверждаемую грунтовку. Типовое покрытие марки Visgard, широко известное и, как указывалось выше, производимое компанией Film Specialties Inc., характеризуется соотношением компонентов смеси химических реагентов "Части А" к "Части В" 100:40. В компонент части А покрытия марки Visgard входит диацетоновый спирт (46%), N-метил-пирролидон (4%), t-бутанол (4%), циклогексан (8%), 2,4-пентандион (6%) и ароматическое соединение марки "Aromatic 150" (2%). В компонент части В покрытия марки Visgard входит полиизоционат (66%), свободные мономерные изоцианаты (1%), ксилол (11%), n-бутилацетат (11%) и толуол (11%). Как уже указывалось, компоненты части А и части В покрытия марки Visgard легко доступны. Более того, известные пленки содержат для разбавления смеси, как правило, дополнительные количества таких растворителей, как диацетоновый спирт и третичный бутиловый спирт. Сверх того, способы изготовления известных пленок включают требование наличия двух отдельных этапов нанесения покрытия и двух циклов отверждения. Продолжительность, температура и методология отверждения могут иметь существенное влияние на противозапотевающие и противообмерзающие свойства. Например, переотверждение существенно снизит такие свойства. Принудительная конвекция является самым медленным способом и, по всей вероятности, приведет к переотверждению тонкого поверхностного слоя покрытия, вызывая ухудшение противозапотевающих и противообмерзающих свойств. Использованием энергии излучения является быстрым и эффективным способом предотвращения такого переотверждения.
Некоторые приемлемые покрытия/пленки и их аспекты описаны в патенте US 4467073, 5262475 и 5877254 и в публикации заявки US 2003/0205059 А1, US 2005/0064101, US 2005/0064173 и US 2005/0100730, все из которых входят в настоящее описание посредством ссылок. Эти и другие патенты и публикации, а также настоящее описание дадут более широкое представление специалисту в данной области техники по осуществлению настоящего изобретения на практике.
В настоящем изобретении также предусмотрены новые антизапотевающие и антиобмерзающие пленки/покрытия, которые демонстрируют более высокие свойства по сравнению со свойствами вышеуказанных и других известных покрытий/пленок. Кроме этого, в настоящем изобретении предусмотрены новые способы изготовления и нанесения таких покрытий/пленок с улучшенными свойствами. Например, неожиданно было обнаружено, что смесь химических реагентов части А к части В (как описывалось выше в связи с покрытием марки Visgard), в соотношении приблизительно 100 единиц части А примерно к 25-45 единицам части В, дает, по сравнению с известными пленками, более высокие результаты противозапотевающих и противозамерзающих свойств. Более низкое содержание компонента части В (который служит в качестве отвердителя) в рамках упомянутого выше диапазона повышает противообмерзающие свойства пленки, сохраняя при этом сопротивление царапанию. Высокие противозапотевающие свойства можно получить при использовании более высокого процентного содержания компонента части В. В предпочтительных вариантах осуществления настоящего изобретения соотношение составляет приблизительно 100 единиц компонента части А примерно к 30-33 единицам компонента части В. В особо предпочтительных вариантах осуществления настоящего изобретения соотношение составляет приблизительно 100 единиц компонента части А примерно к 30 единицам компонента части В.
Также неожиданно было обнаружено, что отказ от использования дополнительных растворителей, таких как дополнительный диацетоновый спирт и третичный бутиловый спирт (в частности, отказ от использования дополнительного диацетонового спирта) повышает противозапотевающие и/или противообмерзающие свойства. Отказ от использования таких растворителей, в частности, повышает противообмерзающие свойства. Однако было обнаружено, что добавление по меньшей мере одного такого растворителя, третичного бутилового спирта, не препятствует противообмерзающим свойствам. К тому же, в вариантах осуществления настоящего изобретения, отверждаемая грунтовка, как правило, включаемая в известные пленки, удалялась посредством предварительной обработки подложки стекла силаном и добавлением другого силана к компонентам антизапотевающей/антиобмерзающей смеси. Например, предварительная обработка силаном может помочь полимерному покрытию образовать химические связи с подложкой в чрезвычайных химических условиях или в условиях длительного пропитывания влагой. В предпочтительных вариантах осуществления настоящего изобретения добавляемым в смесь силаном является 3-глицидоксипропилтриметоксисилан ("3-G"). Неожиданно было обнаружено, что включение такого силана способствует повышению износоустойчивости (т.е. стойкости к царапанию), а также повышает адгезию и атмосферостойкость. 3-глицидоксипропилтриметоксисилан также не способствует пожелтению пленки, в отличие от других силанов. В предпочтительных вариантах осуществления настоящего изобретения 3-глицидоксипропилтриметоксисилан присутствует в количестве приблизительно от 1% до 8%, наиболее предпочтительно - приблизительно 6%.
3-глицидоксипропилтриметоксисилан представляет собой преимущество с точки зрения влагостойкости. Антизапотевающее или антиобмерзающее покрытие испытывают в "камере Р-1", условия которой представляют собой дождь температурой 140°F, с высокой степенью УФ-излучения. Без использования силана 3-G, покрытие существует в течение 2-х или 3-х дней, после чего, в камере Р-1 происходит небольшое отслаивание. В отличие от этого, при использовании силана 3-G, покрытие, как правило, будет существовать более 8 недель без отслаивания. Это представляет 30-ти кратное улучшение по сравнению с покрытиями, в которых силан 3-G отсутствует. Для расчета предпочтительного количества силана 3-G для использования, сумму объемов реагентов части А и части В умножают на 6%.
Добавление функциональных силанов дает возможность использовать на стеклянной подложке антизапотевающего или антиобмерзающего покрытия материал, пригодный для пластмассы. Это также является существенной причиной того, почему другим специалистам в данной области техники часто не удавалось внедрить продукт, характеризуемый высокой химо- и влагостойкостью. С аналогичным результатом также могут быть использованы и другие силановые добавки. Более того, к другим пригодным добавкам и грунтовкам относятся те добавки и грунтовки, которые способны повысить адгезию уретана к неорганическим соединениям, таким как стекло. К таким материалам, без ограничения, относятся полимеры, имеющие сродство к стеклу.
В настоящем изобретении также предусмотрены новые способы изготовления и нанесения упомянутых выше пленок. В настоящем изобретении, в одном его аспекте, предусмотрены способы, при использовании которых этапы нанесения покрытия могут быть сокращены до одного этапа с одним циклом отверждения. Среди других преимуществ настоящим изобретением предусматривается уменьшение возможного разрушительного действия вследствие переотверждения. Более того, в вариантах осуществления настоящего изобретения, покрытие или пленку наносят устройством для нанесения покрытий наливом. Для предотвращения чрезмерно высоких чисел Рейнолдса, поток регулируют во избежание образования полутурбулентных и турбулентных режимов течения. Например, в вариантах осуществления настоящего изобретения, стандартное устройство сливного типа для нанесения покрытий наливом может быть модифицировано для получения необходимого ламинарного потока. Такие модификации могут включать ограничение сливного выступа по размеру с тем, чтобы избежать образования полутурбулентных режимов течения.
В альтернативных вариантах осуществления изобретения подложка, предпочтительно стекло, может быть предварительно обработана первым силаном (предпочтительно аминоалкилсилоксаном марки Silquest A-1106) для повышения смачиваемости и адгезии. Этот силан используют путем смешивания в объеме приблизительно 1% или менее, в частности, 0,031%, в промывочной воде машины для промывки стекла. При таком способе отсутствуют некоторые дополнительные этапы, которые требовались в известных до этого способах. Влияние промывки аминоалкилсилоксаном на повышение адгезии и химостойкости до отслаивания существенно. Без предварительной промывки аминоалкилсилоксаном покрытие может быть потенциально удалено при погружении в ацетон на приблизительно две минуты. Предварительная промывка стекла аминоалкилсилоксаном продемонстрировала предотвращение отслаивания в течение более 3-х недель при проведении испытания с погружением в ацетон. Это представляет положительное увеличение в 15000 раз. В предпочтительных вариантах осуществления настоящего изобретения для достижения такого результата используют приблизительно 3 унции аминоалкилсилоксана в 75 галлонах (или аналогичное соотношение) промывочной воды. Следовательно, по мере того, как некоторые антизапотевающие и антиобмерзающие покрытия или пленки приобретают известность и могут быть использованы в сочетании с другими аспектами настоящего изобретения, описанными здесь, в настоящем изобретении также предусмотрены новые антизапотевающие и антиобмерзающие покрытия/пленки, демонстрирующие более высокие свойства по сравнению с теми свойствами, которые уже были известны из предыдущего уровня техники, и новые способы их изготовления и нанесения.
В вариантах осуществления настоящего изобретения предусмотрены антизапотевающие/антиобмерзающие покрытия/пленки с измененным отношением химических реагентов части А и части В (упоминаемых выше) в смеси, и покрытия/пленки, не включающие конкретные, обычно используемые растворители. Более того, в вариантах раскрытия настоящего изобретения, свойства пленок могут быть усовершенствованы за счет изменения цикла отверждения. Подложка также может быть предварительно обработана, чтобы улучшить такие ее свойства, как смачиваемость и адгезия.
Таким образом, с одной точки зрения, настоящее изобретение обеспечивает полимерные составы, имеющие противозапотевающие/противообмерзающие свойства, полученные в результате осушки или отверждения. В предпочтительных вариантах изобретения такие составы включают в себя смесь химических реагентов с отношением химических реагентов части А к химическим реагентам части В (описанных выше), приблизительно 100:30, и не включают растворителей, разбавителей или отвержденных грунтовок, наносимых на стеклянную подложку. В альтернативных вариантах настоящего изобретения, такая смесь включает силан, предпочтительно, 3-глюцидоксипропилтриметоксисилан. Предпочтительные составы усиливают сопротивление царапанию, адгезию и стойкость к атмосферным воздействиям.
С другой точки зрения, настоящее изобретение обеспечивает дверцы холодильной установки, включающие по существу прозрачную подложку, на по меньшей мере часть которой нанесено покрытие против запотевания/обмерзания, и эта часть подложки в значительной степени не подвергается запотеванию или обмерзанию, когда эта часть имеет исходную температуру поверхности, а затем подвергается воздействию влажного воздуха окружающей внешней среды, точка росы которого больше или равна температуре поверхности в течение какого-то периода времени. Температура поверхности может быть ниже, чем примерно 0 градусов С, и такой период времени может составить до 6 секунд и более.
Настоящее изобретение также обеспечивает способ изготовления дверцы холодильной установки, имеющей по существу прозрачную подложку, включающий нанесение антизапотевающего и антиобмерзающего покрытия, описанного в настоящем изобретении, по меньшей мере на часть подложки, в то время как подложка является частью дверцы холодильной установки, или используется для изготовления дверцы холодильной установки. Один из примеров осуществления настоящего изобретения предполагает смешение химических реагентов части А и части В с образованием смеси, нанесение этой смеси по меньшей мере на часть подложки, и отверждение подложки. Далее настоящее изобретение обеспечивает стеклопакеты, включающие подложку, на которую, по меньшей мере на ее часть, нанесено антизапотевающее/антиобмерзающее покрытие, как описано в настоящем изобретении, дверцы холодильной установки, в которых установлен такой стеклопакет, и холодильные системы, использующие такие дверцы холодильной установки. Более того, в дальнейших вариантах осуществления настоящего изобретения представлена дверца холодильной установки, имеющая по существу прозрачную подложку, на которую, по меньшей мере на ее часть, нанесено покрытие, предотвращающее конденсацию воды на этой части дверцы, когда эта часть дверцы, температура которой поддерживается на уровне - 28 градусов С, подвергается воздействию воздуха внешней среды температурой примерно 25 градусов С в течение примерно 12 секунд и более. Предотвращение появления капель конденсата приводит в результате к предотвращению запотевания или обмерзания, препятствующих визуальному восприятию через стекло.
В примере настоящего изобретения, показанном на фиг.3, внутренний лист 70 стекла также может представлять собой, без ограничений, стеклянный лист стекла марки Comfort Ti-PS, толщиной одна восьмая дюйма, производства компании AFG Industries, Inc., с описанными выше свойствами и покрытием.
В этом варианте, рассматриваемом в качестве примера, обе камеры 92 и 94 заполнены воздухом. В альтернативных вариантах каждая камера может быть заполнена тем же самым или другим газом, и камеры также могут быть заполнены криптоном, аргоном или другим приемлемым газом.
Листы 60, 65 стекла разнесены на фиксированное расстояние первой уплотнительной прокладкой 90, которая идет по периметру листов 60, 65 стекла для обеспечения параллельного, дистанционного расположения листов по отношению друг к другу, в результате чего между листами 60, 65 стекла образуется камера 92, при одновременной изоляции камеры 92 от воздействия внешних условий окружающей среды. Аналогично этому, листы 65, 70 стекла разнесены на фиксированное расстояние посредством второй уплотнительной прокладки 95, которая идет по периметру листов 65, 70 стекла, для обеспечения параллельного, дистанционного расположения листов по отношению друг к другу, в результате чего между листами 65, 70 стекла образуется камера 94, при одновременной изоляции камеры 94 от воздействия внешних условий окружающей среды. Уплотнительные прокладки 90, 95 обеспечивают расстояние между наружным листом 60 стекла и средним листом 65 стекла, и, соответственно, между средним листом 65 стекла и внутренним листом 70 стекла, равное одной второй дюйма.
Уплотнительные прокладки 90, 95 по настоящему варианту изобретения, предпочтительно, представляют собой распорно-герметизирующие ленты по так называемой технологии "теплая кромка ". Термин "теплая кромка (край)" используется для описания уплотнительной прокладки стеклопакета, снижающей теплопотери лучше, по сравнению с традиционными комбинациями дистанционных рамок из алюминия с герметиком. Каждая из уплотнительных прокладок 90, 95, по настоящему варианту осуществления изобретения, включает свою собственную дистанционную рамку и влагопоглотитель, в результате чего отпадает необходимость в отдельном герметике, металлической дистанционной рамке и влагопоглотителе, и имеет скорость теплопередачи 0,84 БТЕ/(час фут °F) (иногда температура указывается в К). Уплотнительные прокладки 90, 95, по настоящему варианту осуществления изобретения, представляют собой экструдированный композиционный материал, включающий комбинацию полиизобутиленового герметика, термоплавкого бутилового герметика, матрицы осушителя, резиновой прокладки и паронепроницаемого слоя. Приемлемые уплотнительные прокладки такого типа производит и реализует компания TruSeal Technologies, Бичвуд, штат Огайо, под названием "Comfort Seal").
Обратимся снова к фиг.3, на котором показан стеклопакет 50. Стеклопакет 50 состоит из листов 60, 65 и 70 стекла, соединенных между собой уплотнительными прокладками 90 и 95. Стеклопакет 50 встраивают в раму 55 любым приемлемым способом, известным специалистам в данной области техники. Рама 55 может быть изготовлена из экструдированной пластмассы, или из других приемлемых, хорошо известных материалов для изготовления рам, например, из экструдированного алюминия, стекловолокна и других материалов. Если по любому из альтернативных вариантов осуществления настоящего изобретения рама 55 изготовлена из алюминия или другого материала, то для двери может потребоваться обогрев по кромкам для обеспечения контроля над образованием конденсации по кромкам дверцы.
Далее сошлемся на фиг.1, на которой показана холодильная система 5. Дверная рама 55 устанавливается в холодильный отсек 8 любым приемлемым способом, известным специалистам в данной области техники, например на одном шарнире, длиной во всю дверь, на нескольких шарнирах, или в пазы для дверей, открывающихся/закрывающихся путем скольжения на роликах в пазах. Кроме того, рама может включать дверную ручку 11 или любые другие приемлемые средства для манипуляций с дверью, подходящие для данной области применения. Холодильная система 5, часть которой составляет дверца 10, может быть любой системой, используемой для охлаждения какого-либо отсека, например, такой как описано в патенте US 6148563, который включен в настоящее описание посредством ссылки.
В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения, о котором было сказано выше, представлена дверца холодильной установки с коэффициентом U=0,16 БТЕ/(час кв.фут °F) (и излучательной способностью 0,0025), которая была найдена приемлемой для использования в качестве дверцы морозильной камеры, область применения которой требовала выполнения стандартов, о которых было сказано выше, когда речь шла о требованиях, предъявляемых промышленностью США. Коэффициент теплопроводности U=0,16 БТЕ/(час кв.фут °F) позволяет дверце холодильной установки легко отвечать требованиям вышеуказанных стандартов, одновременно позволяя достаточному количеству тепла воздуха внешней среды проникать через дверцу и испарять конденсат, образовавшийся с внутренней стороны дверцы, в течение обоснованного периода времени. Кроме того, по предпочтительному варианту настоящего изобретения, передача света в видимой части спектра составляла шестьдесят шесть процентов (66%). В вышеуказанном предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения, в котором использовалось покрытие или пленка, предотвращающие запотевание/обмерзание, как было описано выше, никакого запотевания или образования морозных узоров на стекле выявлено не было.
В отличие от стекла марки Comfort Ti-PS, могут быть использованы другие стекла с покрытием с низким показателем Е, такие, как, например. Comfort Ti-R, Comfort Ti-AC, Comfort Ti-RTC и Comfort Ti-ACTC, каждое из которых можно приобрести у компании AFG Industries, Inc., и которые, как и стекло марки Comfort Ti-PS, представляют собой стекла с покрытием на основе двуокиси титана/серебра, с низким показателем Е, производства компании AFG Industries, Inc. Еще одной приемлемой маркой стекла является марка Comfort E2, с покрытием, нанесенным пиролитическим способом, представляющее собой стекло с низким показателем Е, с покрытием из оксида олова, легированного фтором, толщиной одна восьмая дюйма, которое также производится компанией AFG Industries Inc. Из-за более высокой излучательной способности стекло марки Comfort E22 подходит для тех областей применения, где требования стандартов менее жесткие. Стекло с низким показателем Е, о котором идет речь в настоящем описании, не ограничивается вышеуказанными специальными марками стекла, и может быть любым приемлемым стеклом с низким показателем Е, включая, без ограничений, вышеуказанные марки стекла, и другие стекла с низким показателем Е и покрытиями, нанесенными методом напыления или пиролитическим методом.
Коэффициент теплопроводности U дверцы 10 холодильной установки определяют по нескольким расчетным факторам, включая число листов стекла, толщину листов, излучательную способность стеклопакета, расстояние между листами и газ, которым заполняют камеру(ы). Дверца 10 холодильной установки, имеющая три стекла, описанная выше в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения, коэффициент теплопроводности U, равный 0,16 БТЕ/(час кв.фут °F), обеспечивается за счет использования воздуха в качестве газа для заполнения камер, толщины всех листов стекла, равной одной восьмой дюйма, промежуточного расстояния, равного одной второй дюйма, и излучательной способности стеклопакета, равной 0,0025. Однако каждый из вышеупомянутых факторов может быть изменен, приводя, в результате, к многочисленным изменениям значений, которые в совокупности могут дать тот же самый коэффициент теплопроводности U. Кроме этого, другие области применения могут потребовать использования более низкого или более высокого коэффициента U, в зависимости от условий окружающей среды, стоимостных ограничений и других требований или оценок.
Для определения коэффициента U разнообразных стеклопакетов, применяемых для дверок 10 холодильной установки, были выполнены многочисленные компьютерные имитационные модели, при этом каждый расчетный параметр имел конкретный диапазон значений, в результате различных сочетаний которых были получены коэффициенты U. В приведенной ниже таблице даны расчетные параметры и соответствующие расчетные коэффициенты U для различных конфигураций трехстекольных стеклопакетов. В дополнение к расчетным параметрам, перечисленным в приведенной ниже Таблице 1, были выполнены расчеты коэффициента U трехстекольного стеклопакета для варианта, когда каждое стекло имело толщину, равную одной восьмой дюйма, и всего на две стороны трехстекольного стеклопакета было нанесено покрытие с низким показателем Е. Закалка стекла с последующим отпуском не оказывает существенного влияния на расчетные рабочие характеристики стеклопакета. Кроме того, нанесение антизапотевающего/антиобмерзающего покрытия или пленки по настоящему изобретению, не оказывает существенного влияния на указанные выше характеристики.
Таблица 1
Расстояние между листами стекла, дюймы
Газ для заполнения камер
Тип покрытия
Излучательная способность стеклопакета
Коэффициент теплопроводности U (БТЕ/(час кв.фут °F))
1/2
воздух
Ti-PS
0,0025
0,16
5/16
воздух
Ti-PS
0,0025
0,22
1/2
аргон
Ti-PS
0,0025
0,12
5/16
аргон
Ti-PS
0,0025
0,17
1/2
криптон
Ti-PS
0,0025
0,11
5/16
криптон
Ti-PS
0,0025
0,11
1/2
воздух
CE2
0,04
0,20
5/16
воздух
CE2
0,04
0,26
1/2
аргон
CE2
0,04
0,17
5/16
аргон
CE2
0,04
0,21
1/2
криптон
CE2
0,04
0,15
5/16
криптон
CE2
0,04
0,15
В каждой из таблиц, включенных в настоящее описание, тип покрытия Ti-PS относится к стеклу марки Comfort Ti-PS с покрытием с низким показателем Е, выпускаемым компанией AFG Industries Inc., а тип покрытия CE2 - к стеклу марки Comfort Е2 с покрытием с низким показателем Е, также выпускаемым компанией AFG Industries Inc., описание каждого из которых было приведено выше. Кроме того, коэффициенты U, приведенные в таблицах, рассчитаны как значения "центра стекла", т.к. при компьютерном моделировании нет возможности рассматривать уплотнительную прокладку. Поэтому в таблицах отсутствуют расчетные критерии или данные по уплотнительной прокладке.
В альтернативном варианте двухстекольного стеклопакета по настоящему изобретению, показанном на фиг.4, стеклопакет 50 состоит из наружного листа 60 стекла и внутреннего листа 70 стекла, рамы 55, уплотнительной прокладки 90. В данном варианте с двумя стеклами как наружный лист 60 стекла, так и внутренний лист 70 стекла, имеют толщину, равную одной восьмой дюйма, и одинаковое покрытие с низким показателем Е, как и в первом варианте изобретения, который предусматривает покрытие из серебра на основе с диоксида титана с низким показателем Е. И, снова, как наружный лист 60 стекла, так и внутренний лист 70 стекла, может, например, быть листом стекла марки Comfort Ti-PS с толщиной, равной одной восьмой дюйма, выпускаемым компанией AFG Industries Inc. Стороны листов 60 и 70 стекла, с нанесенным покрытием, находятся на поверхностях листов, не подвержденных воздействию внешней среды соответственно на сторонах 62 и 72, которые образуют часть камеры 92. Кроме этого, та же уплотнительная прокладка 90, описанная выше (марки Comfort Seal), может быть использована для разнесения наружного листа 60 стекла и внутреннего листа 70 стекла на расстояние в одну вторую дюйма друг от друга. И, снова, антизапотевающее/антиобмерзающее покрытие или пленку 75 наносят на внутренний лист 70 стекла, на его поверхность 71, подверженную воздействию внешней среды.
В нижеприведенную Таблицу 2 включены расчетные параметры и соответствующие расчетные коэффициенты U для ряда двухстекольных стеклопакетов. В дополнение к расчетным параметрам, перечисленным в приведенной ниже таблице, все расчеты коэффициента U двухстекольного стеклопакета были выполнены для варианта, при котором каждое стекло имело толщину, равную одной восьмой дюйма, и всего на две стороны двухстекольного стеклопакета было нанесено покрытие с низким показателем Е. Закалка стекла с последующим отпуском не оказывает существенного влияния на расчетные рабочие характеристики стеклопакета, равно как и нанесение антизапотевающего/антиобмерзающего покрытия или пленки, как описано выше.
Таблица 2
Расстояние между листами стекла, дюймы
Газ для заполнения камер
Тип покрытия
Излучательная способность стеклопакета
Коэффициент теплопроводности U (БТЕ/(час кв.фут °F))
1/2
воздух
Ti-PS
0,0025
0,29
5/16
воздух
Ti-PS
0,0025
0,36
1/2
аргон
Ti-PS
0,0025
0,23
5/16
аргон
Ti-PS
0,0025
0,28
1/2
криптон
Ti-PS
0,0025
0,22
5/16
криптон
Ti-PS
0,0025
0,20
1/2
воздух
CE2
0,04
0,32
5/16
воздух
CE2
0,04
0,39
1/2
аргон
CE2
0,04
0,27
5/16
аргон
CE2
0,04
0,31
1/2
криптон
CE2
0,04
0,26
5/16
криптон
CE2
0,04
0,24
В альтернативных вариантах осуществления настоящего изобретения может быть использован любой метод нанесения подходящих покрытий с низким показателем Е, включая пиролитический (например, нанесение покрытия на стекло марки Comfort E2), который часто относят к методу химического осаждения из паровой фазы (CVD), способ распыления и способ напыления (например, как способ нанесения покрытия на стекло марки Comfort Ti-PS). Более того, эти способы нанесения покрытий могут применяться в рамках хорошо известных способов изготовления стеклопакетов как автономно, так и в составе поточной линии, в зависимости от количества и типа производимой продукции и способов нанесения покрытий. Аналогично этому, может быть нанесено любое приемлемое покрытие с низким показателем Е, включая покрытие на основе серебра или покрытие на основе оксида олова, легированного фтором. Несмотря на то, что в описанных выше вариантах осуществления настоящего изобретения рассматривались покрытия с низким показателем Е, нанесенные на те поверхности двух листов стекла, которые не подвержены воздействию внешней среды, другие варианты осуществления настоящего изобретения включали покрытия с низким показателем Е, нанесенные только на один лист стекла, либо на любую из его сторон, либо на обе его стороны. Аналогично этому, в других вариантах осуществления настоящего изобретения, средний лист стекла (вариант трехстекольного стеклопакета по настоящему изобретению) может включать покрытие с низким показателем Е, нанесенное на любую из его сторон (или на обе его стороны), вместо покрытий или в дополнение к покрытиям, нанесенным на внутренний лист 70 стекла и наружный лист 60 стекла.
И еще в одном варианте трехстекольного стеклопакета по настоящему изобретению, на внутренний лист 70 стекла не нанесено покрытие с низким показателем Е ни на одну из сторон этого листа 70 стекла. И, аналогично этому, в отличие от варианта двухстекольного стеклопакета, описанного выше, покрытие с низким показателем Е нанесено только на один лист стекла, или на обе стороны обоих листов стекла. Как правило, число листов, на которые наносят покрытие с низким показателем Е, а также число сторон для нанесения покрытия, определяют на основе расчетов. Суммарная излучательная способность стеклопакета, которая, наряду с другими факторами, определяет коэффициент теплопроводности U дверцы, более важна для расчета теплосберегающих свойств, чем для определения того, на какую сторону(ы) листа(ов) наносится покрытие. Кроме того, несмотря на то, что в раскрытых здесь вариантах показатели излучательной способности меньше или равны 0,04 для областей применения дверцы холодильной установки, использование высокоэффективного газа, такого как криптон, в определенных условиях, может способствовать необходимому контролю над образованием конденсата в стеклопакетах, излучательная способность которых незначительно превышает показатель 0,04.
В других вариантах осуществления настоящего изобретения могут использоваться другие уплотнительные прокладки, включая, например, такую неметаллическую ленту, полностью из пористого материала, как прокладка (спейсер) марки Super Spacer, производства компании Edge Tech, Inc., которая имеет скорость теплопередачи, равную приблизительно 1,51 БТЕ/(час фут °F). Другой приемлемой уплотнительной прокладкой является прокладка марки Thermoplastic Spacersystem (TPS) производства компании Lenhardt Maschinenbau GmbH, которая имеет скорость теплопередачи, равную приблизительно 1,73 БТЕ/(час фут °F).
Расстояние между листами стекла в вышеприведенных вариантах осуществления настоящего изобретения составляет одну вторую дюйма. Однако, в то время как предпочтительный диапазон расстояний между листами стекла составляет от пяти шестнадцатых дюйма до одной второй дюйма, в других вариантах осуществления настоящего изобретения могут использоваться расстояния до трех четвертых дюйма. Кроме того, в то время как в вышеприведенных вариантах осуществления настоящего изобретения используется стекло толщиной одна восьмая дюйма, подверженное закалке с последующим отпуском (за исключением среднего листа стекла), другими вариантами осуществления настоящего изобретения может использоваться незакаленное стекло или толщины стекла, которые больше или меньше одной восьмой дюйма.
Расчетные параметры любого варианта настоящего изобретения будут, частично, определяться областью применения или целевым использованием данного варианта настоящего изобретения. Более конкретно, температура воздуха внешней среды помещения, в которой установлено холодильное оборудование, температура внутри холодильной установки, влажность воздуха внешней среды помещения, в которой установлено холодильное оборудование (и соответствующая точка росы), представляют собой важные факторы для определения необходимого для расчета коэффициента U, который, в свою очередь, определяет расчетные параметры (тип стекла, излучательную способность, число листов стекла, используемый газ и т.д.).
В левых пяти колонках приведенной ниже Таблицы 3 представлен перечень расчетных коэффициентов U для различных областей применения целевого назначения, а также температура воздуха внешней среды помещения, в которой установлено холодильное оборудование, температура внутри холодильной установки, влажность воздуха внешней среды помещения, в которой установлено холодильное оборудование, и расчетная точка росы по каждому коэффициенту U. Кроме этого, в трех правых колонках Таблицы 3 представлен вариант осуществления настоящего изобретения, который обеспечивает необходимый коэффициент теплопроводности U.
Таблица 3
Расчетное значение U для различных параметров внешней среды
Переменные для расчета стеклопакета для соответствия установленному коэффициенту U
Температура воздуха внешней среды помещения, в которой установлено холодильное оборудование, °F
Температура внутри холодильной установки, °F
Значение U, БТЕ/(час кв. фут °F)
Точка росы (Т стекла, выходящего в помещение, в котором установлено холодильное оборудование), °F
Максимальная относительная влажность, %
Стекло (два листа)
Расстояние между листами, дюймы
Газ для заполнения камеры
80
-40
0,19
64,9
60,1
Ti-PS
3/8
воздух
72
0
0,27
57,4
60
СЕ2
5/16
воздух
80
-40
0,15
67,6
66,0
СЕ2
3/8
криптон
80
-40
0,18
65,7
61,8
СЕ2
3/8
аргон
80
-40
0,25
60,3
51,1
СЕ2
3/8
воздух
80
-40
0,16
67,3
65,3
СЕ2
1/2
криптон
80
-40
0,17
66,5
63,5
СЕ2
1/2
аргон
80
-40
0,20
64,1
58,5
СЕ2
1/2
воздух
80
-40
0,11
70.6
73,1
Ti-PS
3/8
криптон
80
-40
0,14
68,6
68,3
Ti-PS
3/8
аргон
80
-40
0,19
65,0
60,3
Ti-PS
3/8
воздух
80
-40
0,12
70,2
72,1
Ti-PS
1/2
криптон
80
-40
0,13
69,4
70,2
Ti-PS
1/2
аргон
80
-40
0,17
66,7
64,0
Ti-PS
1/2
воздух
72
-10
0,18
61,2
68,9
СЕ2
3/8
аргон
Расчетное значение U для различных параметров внешней среды
Переменные для расчета стеклопакета для соответствия установленному коэффициенту U
Температура воздуха внешней среды помещения, в которой установлено холодильное оборудование, °F
Температура внутри холодильной установки, °F
Значение U, БТЕ/(час кв.фут °F)
Точка росы (Т стекла, выходящего в помещение, в котором установлено холодильное оборудование), °F
Максимальная относительная влажность, %
Стекло (два листа)
Расстояние между листами, дюймы
Газ для заполнения камеры
72
0
0,18
62,1
71,1
СЕ2
3/8
аргон
72
-10
0,18
63,0
73,4
СЕ2
3/8
аргон
70
0
0,18
60,3
71,4
СЕ2
3/8
аргон
80
0
0,18
69,2
69,7
СЕ2
3/8
аргон
90
0
0,18
78,1
68,3
СЕ2
3/8
аргон
70
-20
0,21
55,5
60,1
СЕ2
3/8
воздух
86
-22
0,11
77,5
75,9
Ti-PS
3/8
криптон
80
-40
0,19
65,0
60,3
СЕ1
1/2
воздух
70
32
0,18
63,4
79,6
СЕ2
3/8
аргон
80
31
0,18
72,2
77,2
СЕ2
3/8
аргон
90
32
0,18
81,0
75,0
СЕ2
3/8
аргон
Расчетные параметры, приведенные в Таблице 3, определяют тип стекла (толщина которого равна одной восьмой дюйма), расстояние между листами и газ, используемый для заполнения камер. Кроме этого, все стеклопакеты Таблицы 3 включают третий, без покрытия лист стекла, толщина которого составляет одну восьмую дюйма, и который располагается между двумя листами стекла, приведенными в Таблице. Тип стекла СЕ1 по Таблице 3 относится к стеклу марки Comfort El, которое имеет излучательную способность 0,35 и выпускается компанией AFG Industries, Inc.
Соответственно, в одном аспекте настоящего изобретения предусматривается дверца холодильной установки, приспособленная для использования в холодильном отсеке, при этом дверца состоит из внутреннего листа стекла, включающего первую поверхность и вторую поверхность, где первая поверхность внутреннего листа выходит во внутреннее пространство холодильного отсека; наружного листа стекла, включающего первую поверхность и вторую поверхность, где первая поверхность наружного листа контактирует с внешней средой помещения, в которой находится холодильный отсек; среднего листа стекла, находящегося между внутренним и наружным листами стекла; первой уплотнительной прокладки, идущей по периметру внутреннего листа стекла и среднего листа стекла для разнесения внутреннего листа и среднего листа друг от друга; второй уплотнительной прокладки, идущей по периметру среднего листа стекла и наружного листа стекла для разнесения среднего листа и наружного листа друг от друга; первого покрытия с низкой излучательной способностью, примыкающего ко второй поверхности внутреннего листа стекла; второго покрытия с низкой излучательной способностью, примыкающего ко второй поверхности наружного листа стекла; причем внутренний лист, наружный лист, средний лист, первая уплотнительная прокладка, вторая уплотнительная прокладка и первое и второе покрытия с низкой излучательной способностью формируют стеклопакет, имеющий коэффициент теплопроводности U, по существу препятствущий образованию конденсата на первой поверхности наружного листа стекла без использования электричества для обогрева первой поверхности наружного листа стекла; антизапотевающего или антиобмерзающего покрытия на поверхности внутреннего листа; и рамы, закрепленной по периметру стеклопакета. Стеклопакет может иметь коэффициент теплопроводности U в основном равный 0,2 БТЕ/(час кв.фут °F) или менее этой величины.
Настоящим изобретением также предусматривается дверца холодильной установки, приспособленная для использования в холодильном отсеке, при этом дверца состоит из внутреннего листа стекла, имеющего первую поверхность и вторую поверхность, при этом первая поверхность внутреннего листа стекла выходит во внутреннее пространство холодильной камеры; наружного листа стекла, имеющего первую поверхность и вторую поверхность, при этом первая поверхность наружного листа стекла контактирует с внешней средой помещения, в которой находится холодильной отсек; среднего листа стекла, находящегося между внутренним и наружным листами стекла; первой уплотнительной прокладки, идущей по периметру внутреннего листа стекла и среднего листа стекла для разнесения внутреннего листа и среднего листа друг от друга; второй уплотнительной прокладки, идущей по периметру среднего листа стекла и наружного листа стекла для разнесения среднего листа и наружного листа друг от друга; первого покрытия с низкой излучательной способностью, примыкающего ко второй поверхности внутреннего листа стекла; второго покрытия с низкой излучательной способностью, примыкающего ко второй поверхности наружного листа стекла; причем внутренний лист стекла, наружный листа стекла, средний листа стекла, первая уплотнительная прокладка, вторая уплотнительная прокладка и первое и второе покрытия с низкой излучательной способностью формируют стеклопакет, имеющий излучательную способность, равную 0,04 БТЕ/(час кв.фут °F) или менее, которая по существу предотвращает образование конденсата на первой поверхности наружного листа стекла без использования электричества для обогрева первой поверхности наружного листа стекла; антизапотевающего или антиобмерзающего покрытия на поверхности внутреннего листа стекла; и рамы, закрепленной по периметру стеклопакета.
В частных вариантах осуществления настоящего изобретения температура внутреннего пространства холодильного отсека в основном меньше или равна -20°F; температура внешней среды помещения, в которой расположен холодильный отсек в основном больше или равна 70°F; влажность внешней среды помещения, в которой расположен холодильный отсек в основном больше или равна 60%; на первой поверхности наружного листа стекла в основном отсутствует конденсация, а на внутреннем листе стекла отсутствует запотевание или образование морозных узоров.
В других вариантах осуществления настоящего изобретения температура внутри холодильного отсека в основном меньше или равна 0°F, температура внешней среды помещения в основном больше или равна 72°F; влажность внешней среды помещения в основном больше или равна 60%, на первой поверхности наружного листа стекла в основном отсутствует конденсация, а на внутреннем листе стекла отсутствует запотевание или образование морозных узоров.
Настоящим изобретением далее предусматриваются дверцы холодильной установки (и стеклопакеты и холодильные системы, включающие стеклопакеты), имеющие наружную поверхность и приспособленные для использования в холодильном отсеке; при этом дверца состоит из первого листа стекла; второго листа стекла; первой уплотнительной прокладки, идущей по периметру первого листа стекла и второго листа стекла для разнесения первого и второго листов друг от друга; первого покрытия с низкой излучательной способностью, примыкающего к поверхности первого листа или второго листа стекла; причем первый и второй листы стекла, первая уплотнительная прокладка и первое покрытие с низкой излучательной способностью формируют стеклопакет с коэффициентом U, который в основном меньше или равен 0,2 БТЕ/(час кв.фут °F); антизапотевающего или антиобмерзающего покрытия, примыкающего к поверхности одного из листов стекла; и рамы, закрепленной по периметру стеклопакета.
Настоящим изобретением далее предусматриваются дверцы холодильной установки (и стеклопакеты, и холодильные системы, включающие стеклопакеты), имеющие наружную поверхность и приспособленные для использования в холодильном отсеке; при этом дверца состоит из первого листа стекла; второго листа стекла; первой уплотнительной прокладки, идущей по периметру первого листа стекла и второго листа стекла, с возможностью их удержания на расстоянии друг от друга; первого покрытия с низкой излучательной способностью, примыкающего к поверхности первого листа или второго листа стекла; причем первый и второй листы стекла, первая уплотнительная прокладка и первое покрытие с низкой излучательной способностью формируют стеклопакет с излучающей способностью, которая меньше или равна 0,04 БТЕ/(час кв.фут °F); антизапотевающего или антиобмерзающего покрытия, примыкающего к поверхности одного из листов стекла; и рамы, закрепленной по периметру стеклопакета.
Настоящим изобретением также предусматривается способ изготовления компонента (элемента) дверцы холодильной установки, имеющего внешнюю поверхность, при этом способ включает шаги обеспечения первого листа стекла; обеспечения второго листа стекла; обеспечения первого покрытия с низкой излучательной способностью, примыкающего к поверхности первого листа стекла или второго листа стекла; монтажа первой уплотнительной прокладки по периметру первого листа стекла и второго листа стекла для разнесения первого листа стекла и второго листа стекла друг от друга; обеспечения антизапотевающего или антиобмерзающего покрытия на одном из листов стекла; при этом первый лист стекла, второй лист стекла и первая уплотнительная прокладка формируют стеклопакет с коэффициентом U, по существу предотвращающим образование конденсата на внешней поверхности элемента дверцы холодильной установки без электрического обогрева элемента дверцы, и по существу предотвращающим запотевание или образование морозных узоров на поверхности элемента. Стеклопакет может иметь коэффициент теплопроводности U, в основном меньше или равный 0,2 БТЕ/(час кв.фут °F). В альтернативных вариантах осуществления настоящего изобретения данный способ включает обеспечение третьего листа стекла, который может включать покрытие с низким показателем Е, примыкающее по меньшей мере одной из поверхностей листа стекла; использование второй уплотнительной прокладки по периметру второго листа стекла и третьего листа стекла для разнесения второго листа стекла и третьего листа стекла друг от друга; и при этом стеклопакет включает третий лист стекла и вторую уплотнительную прокладку.
Настоящим изобретением также предусматривается способ изготовления элемента дверцы холодильной установки, имеющего внешнюю поверхность, при этом способ включает шаги обеспечения первого листа стекла; обеспечения второго листа стекла; обеспечения первого покрытия с низкой излучательной способностью, примыкающего к поверхности первого листа стекла или второго листа стекла; монтажа первой уплотнительной прокладки по периметру первого листа стекла и второго листа стекла для разнесения первого листа стекла и второго листа стекла друг от друга; обеспечения антизапотевающего или антиобмерзающего покрытия на одном из листов стекла; при этом первый лист стекла, второй лист стекла и первая уплотнительная прокладка формируют стеклопакет, излучательная способность которого меньше или равна 0,04, по существу предотвращающий образование конденсата на внешней поверхности элемента дверцы холодильной установки без электрического обогрева элемента дверцы, и по существу предотвращающий запотевание или образование морозных узоров на поверхности элемента. В альтернативных вариантах осуществления настоящего изобретения способ включает обеспечение третьего листа стекла, который может включать покрытие с низким показателем Е, примыкающее по меньшей мере к одной из поверхностей листа стекла; вторую уплотнительную прокладку, идущую по периметру второго листа стекла и третьего листа стекла, для разнесения второго листа стекла и третьего листа стекла друг от друга; и при этом стеклопакет включает третий лист стекла и вторую уплотнительную прокладку.
Настоящим изобретением далее предусматривается по существу прозрачная дверца стеклопакета, имеющая внешнюю поверхность и используемая для холодильного отсека, находящегося во внешней среде помещения и имеющего внутренний охлаждаемое пространство; при этом дверца стеклопакета состоит из первого листа стекла; второго листа стекла; первой уплотнительной прокладки, идущей по периметру первого листа стекла и второго листа стекла для разнесения первого листа стекла и второго листа стекла друг от друга; первого покрытия с низкой излучательной способностью, примыкающего к поверхности первого листа стекла или второго листа стекла; и антизапотевающего или антиобмерзающего покрытия, примыкающего к поверхности одного из листов стекла; причем первый лист стекла, второй лист стекла и первая уплотнительная прокладка формируют стеклопакет с коэффициентом U, эффективным для существенного предотвращения образования конденсата на внешней поверхности без ее электрического обогрева, когда температура внутри холодильного отсека в основном меньше или равна 0°F; температура внешней среды помещения в основном больше или равна 70°F; и влажность внешней среды помещения в основном больше или равна 60%. Альтернативные варианты далее предусматривают третий лист стекла и вторую уплотнительную прокладку, идущую по периметру второго листа стекла и третьего листа стекла для их разнесения друг от друга; и могут включать второе покрытие с низкой излучательной способностью, примыкающее к поверхности первого листа, второго листа или третьего листа стекла.
В альтернативных вариантах осуществления настоящего изобретения стеклопакет имеет коэффициент теплопроводности U, который обеспечивает по существу отсутствие образования конденсата на внешней поверхности стекла, когда температура внутри холодильного отсека в основном меньше или равна -40°F; температура внешней среды помещения в основном больше или равна 80°F; и влажность внешней среды помещения в основном больше или равна 60%.
Настоящее изобретение далее предусматривает холодильную установку, включающую изолированное внутреннее пространство, образующее отсек, систему охлаждения и дверцу, приспособленную для монтажа на дверном проеме указанного отсека, при этом дверца имеет внешнюю поверхность и состоит из первого листа стекла; второго листа стекла; первой уплотнительной прокладки, идущей по периметру первого листа стекла и второго листа стекла для их разнесения друг от друга; первого покрытия с низкой излучательной способностью, примыкающего к поверхности первого или второго листа стекла; причем первый лист стекла, второй лист стекла, первая уплотнительная прокладка и первое покрытие с низкой излучательной способностью формируют стеклопакет с коэффициентом U, в основном предотвращающим образование конденсата на внешней поверхности дверцы без электрического обогрева первой поверхности; антизапотевающего покрытия на поверхности одного из листов стекла; и рамы, закрепленной по периметру стеклопакета. Стеклопакет может иметь коэффициент теплопроводности U в основном меньше или равный 0,2 БТЕ/(час кв.фут °F). В альтернативных вариантах осуществления настоящего изобретения дверца далее включает третий лист стекла и вторую уплотнительную прокладку, идущую по периметру второго листа стекла и третьего листа стекла для разнесения второго листа стекла и третьего листа стекла друг от друга.
Настоящим изобретение далее предусматривается стеклянная дверца холодильной витрины, при этом дверца состоит из первой стеклянной панели, имеющей внутреннюю и внешнюю поверхности, покрытия с низкой излучательной способностью на внутренней поверхности первой стеклянной панели; второй стеклянной панели, имеющей внутреннюю и внешнюю поверхности; покрытия с низкой излучательной способностью на внутренней поверхности второй стеклянной панели; промежуточной стеклянной панели между первой и второй стеклянными панелями; первой уплотнительной прокладки между первой и промежуточной стеклянными панелями, и второй уплотнительной прокладки между промежуточной и второй стеклянной панелями, при этом первая и вторая уплотнительные прокладки изготавливают способом горячего прессования по технологии "теплой кромки"; антизапотевающего или антиобмерзающего покрытия, примыкающего к поверхности одной из стеклянных панелей; и рамы, проходящей по периметру и поддерживающей по меньшей мере одну из стеклянных панелей. В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения первая и вторая стеклянные панели имеют идентичную ширину и высоту.
Вышеизложенное представляет собой описание принципов, частных вариантов и условий осуществления настоящему изобретению. Однако настоящее изобретение не следует истолковывать, как ограничивающееся исключительно конкретными вариантами изобретения, приведенными выше, так как эти варианты следует рассматривать скорее с иллюстративной, чем с ограничительной точки зрения. Следует учитывать, что специалисты в данной области техники могут внести изменения в эти варианты настоящего изобретения, без отклонений от объема изобретения.
В то время как в настоящем изобретении область применения распространялась на дверцы холодильной установки или морозильных камер, другие области применения могут включать торговые автоматы для продажи напитков и закусок, фонари верхнего света, или автомобили-рефрижераторы, автомобильные зеркала, в частности, зеркала, расположенные с внешней стороны автомобиля, двери саун, парилок, душевых кабин, окошки билетных касс, окошки для ванных комнат, зеркала для ванных комнат, холодильники и морозильные камеры, расположенные вне помещения и подвергаемые воздействию высокой влажности и осадков в виде дождя, а также любые другие области применения, в которых использование антизапотевающих/антиобмерзающих покрытий/пленок является желательным. В некоторых выше областях применения конденсация на второй или более холодной стороне стекла не представляет собой проблему, потому что такое стекло не находится в дверце, которая периодически открывается, подвергая холодное стекло воздействию более влажного воздуха внешней среды. В результате чего, основными факторами при конструировании стекла остаются экономические факторы (т.е. издержки на электроэнергию, стоимость стекла и его установки), визуальное восприятие через стекло, долговечность и другие факторы.
Очевидно, что на основе принципов изобретения, представленных в настоящем описании, возможны многочисленные его модификации и варианты. Поэтому следует понимать, что настоящее изобретение может быть использовано на практике также и для иных целей, отличных от тех, которые описаны в настоящем описании.