Стеклопакет

Полезная модель относится к области светопрозрачных конструкций - стеклопакетов, которые используются в холодильниках и шкафах для охлаждения напитков и продуктов питания, в том числе как средство для рекламных носителей в розничной рекламе пищевых продуктов, преимущественно хранящихся в торговых холодильниках с открытым доступом.
В качестве источников света для подсветки в таких конструкциях часто используют светодиоды и светодиодные ленты.
Известен стеклопакет по патенту на полезную модель №74948 (з. №2008112709, МПК Е06В 3/16, патентообладатель ООО "Торговец Монополиями". Опубликовано 20.07.2008, прекратил действие 04.04.2016) [1], состоящий из, по меньшей мере, двух листов оптически прозрачного материала, разделенных дистанционной рамкой и скрепленных по периметру герметиком, источники света одного или нескольких цветов присоединены, по меньшей мере, к одному из указанных элементов стеклопакета, при этом, по меньшей мере, на одном из листов оптического материала создана область свечения, причем все источники света соединены с блоком питания через блок управления. В конкретном исполнении источники света присоединены к торцу одного из листов оптически прозрачного материала
В качестве источников света использованы светодиоды.
Недостатками данной полезной модели являются неудобство присоединения источников света к торцу одного из листов оптически прозрачного материала, незащищенность источников света от механических повреждений, как при сборке стеклопакета, так и при его транспортировке, установке и, наконец, его использовании, что указывает на низкий уровень надежности конструкции, ее недолговечности и ухудшении функциональных возможностей. Это связано с тем, что при присоединении источников света к торцу одного из листов оптически прозрачного материала по его периметру нарушаются габариты стеклопакета в сторону увеличения размера и возникает открытость источников света, что может привести к механическому повреждению источников света, либо при уменьшении размера стекла на толщину источников света (чтобы сохранить габариты стеклопакета), нарушается герметизация стеклопакета из-за малой площади соприкосновения с герметиком, а это может привести к дефектам стеклопакета при транспортировке или эксплуатации и, как следствие, к ремонту и полной разгерметизации стеклопакета. Также, при реализации данного технического решения, имеет место ограничение по яркости свечения, вызываемое размерами источников света, которые не помещаются в контуре окна или двери.
Известен стеклопакет по патенту на полезную модель №146034 (2013157270/12, МПК Е06В 3/00. Патентообладатель ОВЧАРЕНКО Владимир Юрьевич (RU). Опубликовано 27.09.2014) [1].
В основу полезной модели поставлена задача создания надежной недорогой конструкции стеклопакета, что позволило бы продлить срок эксплуатации стеклопакета с учетом расширения диапазона использования изделия по функциональным признакам.
Поставленная задача решается тем, что стеклопакет содержит не менее чем, два листа оптически прозрачного материала, расположенных на расстоянии друг от друга с образованием между ними внутреннего замкнутого пространства, разделенных дистанционной рамкой, скрепленных по периметру герметиком, область свечения, созданную на одном из листов стеклопакета, источники света одного или нескольких цветов, которые подсоединены к одному из листов оптически прозрачного материала, и соединены с блоком питания через блок управления, характеризуется тем, что, по меньшей мере, один из листов оптически прозрачного материала выполнен по площади меньшим по размеру, чем другой лист, по меньшей мере, на одной из поверхностей любого листа оптически прозрачного материала закреплена пленка, в качестве источников света использованы светодиоды, которые закреплены с любого торца меньшего по размеру листа оптически прозрачного материала.
Согласно полезной модели, светодиоды выполнены в виде ленты или в виде отдельного одного диода, или в виде одного и более модулей из соединенных между собой двух и более отдельных диодов. Согласно полезной модели, светодиоды заключены во влагозащитную прозрачную оболочку.
Недостатком стеклопакета [1] является то, что оболочка препятствует отводу тепла от работающего светодиода, что приводит к его ускоренной деградации по силе света и, как следствие, снижению срока службы. Вместе с повышением влагозащищенности светодиодов в оболочке наблюдается снижение свечения комбинации светодиодная лента-оболочка за счет не 100% светопрозрачности материала оболочки и, как правило, снижения светопропускания оболочки за счет старения ее материала со временем.
Известен стеклопакет со специальными возможностями по патенту на полезную модель №140203 (з. №2013124196, МПК Е06В 3/00. Патентообладатель Овчаренко Владимир Юрьевич (UA). Опубликовано 10.05.2014) [2], который содержит, по меньшей мере, два листа оптически прозрачного материала, расположенных на расстоянии друг от друга с образованием между ними внутреннего замкнутого пространства, разделенных дистанционной рамкой, скрепленных по периметру герметиком, область свечения, созданную на одном из листов стеклопакета, источники света одного или нескольких цветов, присоединенные к торцу одного из листов оптически прозрачного материала, и соединенные с блоком питания через блок управления, в торце, по меньшей мере, одного из листов оптически прозрачного материала выполнены пазы, в которых размещаются источники света, в качестве источников света используется лента светодиодная, в качестве герметика используется тиокол.
Стеклопакет изготавливается следующим образом: первый лист оптически прозрачного материала укладывается на ровную плоскую поверхность, сверху на него прикрепляется дистанционная рамка с помощью клеящейся основы, к дистанционной рамке, симметрично листу, плотно прижимается второй лист оптически прозрачного материала с областью свечения и пазами с помощью клеящейся основы, в пазы 5 укладываются источники света, от которых за пределы стеклопакета выводится кабель к блоку управления, который соединен с источником питания кабелем, по периметру торцевой части стеклопакета, в полость, образованную внутренними сторонами листов и внешней стороной дистанционной рамки заливается герметик, который также попадает в пазы листа и, затвердевая, герметизирует источники света, придав целостность и жесткость стеклопакету.
В основу полезной модели поставлена задача создания надежной недорогой конструкции стеклопакета со специальными возможностями, что позволило бы продлить срок эксплуатации стеклопакета с учетом расширения диапазона использования изделия по функциональным признакам.
Однако, в известном стеклопакете [2] также, как и в стеклопакете [1] не решена задача эффективного отвода тепла от работающего светодиода.
Известен стеклопакет по полезной модели №154673 (з. 2014135119, МПК Е06В 3/00. Патентообладатель Овчаренко Владимир Юрьевич. Опубликовано 27.08.2015) [3], содержащий, по меньшей мере, два листа оптически прозрачного материала, расположенных на расстоянии друг от друга с образованием между ними внутреннего замкнутого пространства, разделенных дистанционной рамкой, скрепленных по периметру герметиком, область свечения изображения, созданную на одном из листов стеклопакета, источники света одного или нескольких цветов, присоединенные к одному из листов оптически прозрачного материала, и соединенные с блоком питания через блок управления, по меньшей мере, один из листов оптически прозрачного материала с областью свечения изображения выполнен по габаритным размерам меньшим, чем второй лист, источники света закреплены в торце меньшего по габаритным размерам листа.
В основу полезной модели поставлена задача создания конструкции стеклопакета, которая позволила бы снизить риск повреждения источников света при его использовании и транспортировке, тем самым продлив срок их эксплуатации.
В известном стеклопакете [3] также, как и в известных стеклопакетах [1], [2], оснащенных светодиодными источниками света, не предусмотрен дополнительный отвод тепла, рассеиваемого работающими светодиодами.
Большая часть потребляемой светодиодами энергии рассеивается в тепло. Точное значение КПД зависит от типа излучающего диода и технологии его изготовления. Эффективность слаботочных светодиодов составляет 10-15%, а у современных белых мощностью более 1 Вт ее значение достигает 30%, а значит, остальные 70% расходуются в тепло. Заявленный срок службы светодиодов исчисляется десятками тысяч часов. Чтобы достичь столь высокого показателя, не ухудшив при этом оптические характеристики, светодиодам необходим отвод тепловой энергии от кристалла с помощью радиатора. Постоянный перегрев светоизлучающего кристалла в разы снижает срок службы полупроводникового прибора, способствует плавной потере яркости  со смещением рабочей длины волны (см. https://lampagid.ru/vidy/svetodiody/radiator.27.06.2017).
Известен рекламный стеклопакет по патенту на полезную модель №144792 (Заявка: 2014101224, МПК Е06В 3/66. Патентообладатель(и): Сергеев Сергей Вячеславович (RU). Опубликовано 27.08.2014. Статус: не действует 17.01.2018) [4]. Рекламный стеклопакет содержит два параллельно установленных стекла, между которыми размещена по контуру дистанцирующая рамка из полимерного материала с образованием зазора между ними. По меньшей мере, одно из стекол имеет художественное оформление, выполненное механической обработкой одной поверхности, которая ориентирована внутрь стеклопакета, элементы подсветки с точечными источниками света, на дистанцирующей рамке с внутренней стороны закреплена алюминиевая полоса, другое стекло шире одного по меньшей мере на удвоенную величину высоты элементов подсветки, механическая обработка поверхности стекла выполнена методом пескоструйной трафаретной обработки, а элементы подсветки размещены так, чтобы их излучение было направлено в торцы одного стекла с художественным оформлением.
Наличие алюминиевой полосы на дистанцирующей рамке уменьшает потери светового излучения элементов подсветки. Но указанная алюминиевая полоса крепится к дистанционной рамке с внутренней стороны стеклопакета, для усиления отражающей способности этой поверхности. Проблема отвода тепла в данной полезной модели не решается.
При сборке стеклопакета светодиодная подсветка вставляется в зазор между створкой и стеклом, то есть светодиодная подсветка не является неотъемлемым элементом стеклопакета. Это создает очень трудоемкий процесс сборки, состоящий из ряда операций: берут створку, вкладывают стекло, потом вкладывают дистанционную рамку, потом к рамке крепят алюминиевую полосу, потом устанавливают симметрично стекло, потом в зазор между створкой и стеклом устанавливают светодиодную подсветку. Для сборки холодильников, использующих стеклопакеты со светодиодной подсветкой, на конвейере этот процесс является слишком трудоемким.
Наиболее близким техническим решением по совокупности существенных признаков является стеклопакет со специальными возможностями по патенту №140203[2], который и принят в качестве наиболее близкого аналога.
Техническим результатом заявляемой полезной модели является повышение срока службы стеклопакета со светодиодами за счет отвода тепла, излучаемого светодиодами.
Технический результат достигается тем, что в стеклопакете, содержащем два листа оптически прозрачного материала, расположенных на расстоянии друг от друга с образованием между ними внутреннего замкнутого пространства, разделенных дистанционной рамкой, скрепленных по периметру герметиком, источники света в виде светодиодов, соединенные с блоком питания через блок управления, причем один из листов оптически прозрачного материала выполнен с пазом по торцевой поверхности, согласно полезной модели паз закрыт радиатором  охлаждения источников света, выполненным в виде пластины из теплопроводящего материала, закрепленной на дистанционной рамке, причем на пластине радиатора закреплены источники света с размещением их в пространстве паза над торцевой поверхностью стекла с зазором.
При этом пластина радиатора выполнена из алюминия или меди.
При этом пластина радиатора выполнена из термопластика.
При этом пластина радиатора выполнена из металлизированного термопластика.
При этом пластина радиатора выполнена из металлизированного стеклотекстолита.
При этом светодиоды выполнены в виде ленты или в виде одного и более модулей из соединенных между собой двух и более отдельных диодов.
При этом с фронтальной стороны стеклопакета открытая часть паза, включающая зазор между торцом листа оптически прозрачного материала в его пазовой части и радиатором охлаждения, закрыта самоклеящейся герметизирующей лентой.
При этом в качестве листов оптически прозрачного материала использованы стекла с энергосберегающими свойствами.
Перечень фигур.
фиг. 1 изображена конструкция предложенного стеклопакета с видом А и В.
фиг. 2 - вид А (вид сбоку) стеклопакета на фиг. 1.
фиг. 3 - вид Б на фиг. 2.
фиг. 4 - вид В на фиг. 1 (вид спереди).
Перечень позиций:
1 - Первый лист оптически прозрачного материала;
2 - дистанционная рамка;
3 - второй лист, фронтальный, оптически прозрачного материала;
4 - область свечения;
5 - паз;
6 - пластина радиатора;
7 - источник света;
8 - слой монтажного клея;
9 - влагопоглотитель;
10 - герметик первичной герметизации;
11 - герметик вторичной герметизации;
12 - герметизирующая лента;
13 - фронтальная сторона стеклопакета.
Стеклопакет (Фиг. 1, 2) содержит два листа 1 и 3 оптически прозрачного материала, расположенных на расстоянии друг от друга с образованием между ними внутреннего замкнутого пространства. К листу 1 оптически прозрачного материала, являющемуся задним листом стеклопакета, прикреплена дистанционная рамка 2, на которой размещен второй лист 3 оптически прозрачного материала, являющийся фронтальным листом стеклопакета, с выполненной на нем областью свечения 4. Область свечения 4 образована на внутренней поверхности листа 3 посредством создания на нем изображения.
По одной торцевой поверхности фронтального листа 3 оптически прозрачного материала выполнен паз 5. Паз 5 может быть выполнен как на одном торце фронтального листа, так и на каждом торце (фиг. 1).
Листы 1 и 3 скреплены по периметру герметиком 10 первичной герметизации и герметиком 11 вторичной герметизации. Пространство дистанционной рамки 2 заполнено влагопоглотителем 9, в качестве которого может быть применен силикагель.
Паз 5 (фиг. 3, фиг. 4) закрыт радиатором охлаждения источников света 7, выполненным в виде пластины 6 из теплопроводящего материала, такого как алюминий или медь. По уровню теплопроводности средний показатель алюминия колеблется в диапазоне от 200 до 240 Вт/м*К, что превышает тот же параметр латуни и железа почти в 3 раза.
Показатель меди в 2 раза превышает теплопроводность алюминия, уступая лишь серебру, и составляет 400 Вт/м*К. Однако, медь дороже алюминия, к тому же сложна в механической обработке и имеет большую массу.
Пластина 6 радиатора может быть выполнена из термопластика, в частности, из металлизированного термопластика. Помимо диэлектрических свойств термопластик очень легок и имеет низкую стоимость. В качестве термопластика для радиатора предпочтительно использовать стеклотекстолит, металлизированный медной фольгой.
Пластина 6 помимо функции охлаждения должна обладать достаточной жесткостью для удерживания источников света. Таким качеством и обладает стеклотекстолит. Пластина 6 закреплена на дистанционной рамке 2 слоем монтажного клея 8. На пластине 6 радиатора закреплены источники света 7, например, в виде светодиодной ленты.
Источники света 7 на светодиодной ленте размещены в пространстве паза 5 над торцевой поверхностью стекла с зазором «а» (фиг. 2, 3, 4). Зазор нужен для того, чтобы исключить повреждение мягкой оптически прозрачной линзы светодиода о торец очень твердого стекла.
Источники света-светодиоды 7 соединены с блоком питания через блок управления (не показано).
Источники света 7 могут быть выполнены в виде светодиодной ленты или в виде одного и более модулей из соединенных между собой двух и более отдельных светодиодов нескольких цветов. Единичные источники света установлены на пластине 6 в пространстве паза 5 над торцевой поверхностью стекла с зазором «а». Модули установлены каждый на своей светодиодной ленте и закреплены на пластине 6.
В целях увеличения срока службы источников света-светодиодов в стеклопакете предусмотрена их дополнительная влагозащищенность и меры по энергосбережению.
Для обеспечения дополнительной влагозащищенности источников света 7 с фронтальной стороны 13 стеклопакета открытая часть паза закрыта самоклеящейся герметизирующей лентой 12, таким образом, чтобы герметично закрыть доступ к источникам света и зазору «а» (фиг. 2, 3, 4).
В качестве листов оптически прозрачного материала, как элементов энергосбережения, могут быть использованы стекла с энергосберегающими свойствами, например: Optiterra S3 от Pilkington, Top N от AGC или их аналоги от других производителей стекла.
Сборка.
Заявляемый стеклопакет изготавливается следующим образом (фиг. 1, фиг. 2, фиг. 4).
В торцах лицевого листа 3 стеклопакета выполняют пазы 5, например методом фрезерования. В области свечения 4 на фронтальное стекло 3 с внутренней стороны стеклопакета наносится изображение любым из возможных способов: трафаретная печать красками методом шелкографии, пескоструйная обработка, лазерная гравировка, полноцветная УФ печать и т.д.
Первый лист 1 оптически прозрачного материала укладывается на ровную плоскую поверхность, сверху на него прикрепляется дистанционная рамка 2 с помощью клеящейся основы-герметика 10 первичной герметизации. К дистанционной рамке 2, симметрично листу 1, плотно прижимается фронтальный лист 3 оптически прозрачного материала с областью свечения 4 и пазами 5 и закрепляется с помощью клеящейся основы-герметика 10 первичной герметизации. На дистанционную рамку 2 монтажным клеем 8 приклеивают пластину 6 с предварительно приклеенными источниками света 7, например, в виде светодиодной ленты.
Паз 5 накрывают пластиной 6 радиатора, при этом источники света 7 на светодиодной ленте размещают в пространстве паза 5 над торцевой поверхностью стекла с небольшим воздушным зазором «а» от светодиода до торца стекла, являющегося дном паза, таким образом, чтобы устанавливаемая светодиодная линейка не выступала за габариты стеклопакета.
После установки светодиодной ленты открытую часть паза 5, в том числе зазор "а" и источники света 7, заклеивают самоклеящейся герметизирующей лентой 12, чтобы герметично закрыть доступ к источникам света и зазору «а» (фиг. 2, 3, 4).
В завершение сборки, межстекольное пространство по периметру стеклопакета закрывается герметиком 11 вторичной герметизации, с предварительно уложенным в него электрическим проводом питания светодиодов.
Светодиодная линейка может быть установлена с одной, двух, трех сторон стеклопакета или целиком по периметру. Светодиодные линейки скоммутированы между собой проводами необходимого сечения. Электрические провода уложены в межстекольном пространстве снаружи стеклопакета и залиты герметиком (не показано).
В полость, образованную внутренними сторонами листов 1, 3 и внешней стороной дистанционной рамки 2 заливают герметик 11, который затвердевая, герметизирует источники света 7, придав целостность и жесткость стеклопакету.
В отличие от прототипа герметик в пазы 5 не попадает, светодиоды со всех сторон надежно защищены радиатором 6, монтажным клеем 8 и герметизирующей лентой 12 спереди. Такая структура эффективна для отвода тепла, светопрозрачности и влагозащищеннсти.
Стеклопакет работает следующим образом:
По кабелю на блок управления подается питание, которое через кабель передается на источники света 7. Свет, испускаемый источниками света 7, направлен в торец листа 3 с областью свечения 4, где он рассеивается в области нанесенного изображения, что приводит к его свечению. Тепло, излучаемое источниками света 7 передается на пластину 6 радиатора и рассеивается в окружающее пространство.
Примеры конкретного выполнения.
Настоящая полезная модель поясняется конкретными примерами выполнения, которые, однако, не являются исчерпывающими, но наглядно демонстрируют возможность достижения требуемого технического результата.
Пример 1. Стеклопакет (Фиг. 1, 2) содержит два листа 1 и 3 оптически прозрачного материала, расположенных на расстоянии друг от друга с образованием между ними внутреннего замкнутого пространства. К листу 1, являющемуся задним листом стеклопакета, прикреплена дистанционная рамка 2, на которой размещен второй лист 3 оптически прозрачного материала, являющийся фронтальным листом стеклопакета, с выполненной на нем областью свечения 4. Область свечения 4 образована на внутренней поверхности листа 3 посредством создания на нем изображения. По одной торцевой поверхности фронтального листа 3 оптически прозрачного материала выполнен паз 5. Листы 1 и 3 скреплены по периметру герметиком 10 первичной герметизации и герметиком 11 вторичной герметизации. Пространство дистанционной рамки 2 заполнено влагопоглотителем 9 силикагелем.
Паз 5 (фиг. 3, фиг. 4) закрыт радиатором охлаждения источников света 7, выполненным в виде пластины 6 из алюминия. Пластина 6 закреплена на дистанционной рамке 2 слоем монтажного клея 8. На пластине 6 радиатора закреплены источники света 7 в виде светодиодной ленты. Источники света 7 на светодиодной ленте размещены в пространстве паза 5 над торцевой поверхностью стекла с зазором «а» (фиг. 2, 3, 4). Источники света-светодиоды 7 соединены с блоком питания через блок управления (не показано). Для обеспечения дополнительной влагозащищенности источников света 7 с фронтальной стороны 13 стеклопакета открытая часть паза закрыта самоклеящейся герметизирующей лентой 12, таким образом, чтобы герметично закрыть доступ к источникам света и зазору «а» (фиг. 2, 3, 4).
Пример 2. Стеклопакет выполнен согласно примеру 1, но пластина 6 радиатора выполнена из меди.
Пример 3. Стеклопакет выполнен согласно примеру 1, но пазы 5 выполнены по всем четырем торцам фронтального листа 3 оптически прозрачного материала.
При этом пластина 6 радиатора выполнена из металлизированного термопластика, а именно, стеклотекстолита, металлизированного медной фольгой.
Пример 4. Стеклопакет выполнен согласно примеру 3, но источники света выполнены в виде модулей из соединенных между собой отдельных светодиодов различных цветов. Модули установлены каждый на своей светодиодной ленте, закреплены на пластине 6 и размещены в пространстве паза 5 над торцевой поверхностью стекла с зазором «а» (фиг. 2, 3, 4).
Промышленная применимость.
Заявляемый стеклопакет промышленно применим и может широко использоваться как средство для рекламных носителей в розничной рекламе пищевых продуктов, хранящихся в торговых холодильниках с открытым доступом.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
1. Патент на полезную модель №146034 Стеклопакет, з №2013157270/12, МПК Е06В 3/00. Патентообладатель ОВЧАРЕНКО Владимир Юрьевич (RU). Опубликовано 27.09.2014.
2. Патент на полезную модель №140203 Стеклопакет со специальными возможностями, з. №2013124196, МПК Е06В 3/00. Патентообладатель Овчаренко Владимир Юрьевич (UA). Опубликовано 10.05.2014- наиболее близкий аналог.
3. Патент на полезную модель №154673 Стеклопакет, з. 2014135119, МПК Е06В 3/00. Патентообладатель Овчаренко Владимир Юрьевич. Опубликовано 27.08.2015.
4. Патент на полезную модель №144 792 Рекламный стеклопакет; заявка: 2014101224, МПК Е06В 3/66. Патентообладатель(и): Сергеев Сергей Вячеславович (RU). Опубликовано 27.08.2014.