一种热聚焦式除雾玻璃制造技术

本发明专利技术属于除雾玻璃领域，公开了一种热聚焦式除雾玻璃，包括：主体视窗玻璃、电热除雾玻璃、绝热密封垫圈、电热单元和温度控制单元。通过热聚焦的方式将热量集中到较薄的除雾玻璃，并且进一步采用抽真空法减少主体视窗玻璃作为冷源对流换热带走除雾玻璃的热量。当外部环境温度较低时，除雾玻璃表面温度逐渐下降，并开始结雾。打开电热单元，除雾玻璃表面温度快速上升，雾珠消失。与传统的多层玻璃除雾或电热除雾方法相比，系统响应速度更快，系统热效率更高，更加节能环保，自动化的温度控制单元，避免了除雾玻璃温度过能量浪费及人工的反复操作。

A kind of heat focusing demisting glass

【技术实现步骤摘要】
一种热聚焦式除雾玻璃
本专利技术属于除雾玻璃领域，特别涉及一种热聚焦式除雾玻璃。
技术介绍
表面雾化这种常见的物理现象具有很多潜在危害，目前常见避免雾化的方法包括：从材料改进的角度，可利用在玻璃表面沉积超亲水涂层，使水的表面接触角为0°，从而雾水均匀平铺在玻璃表面避免了雾水成核凝珠，阻碍视线；采用表面超疏水处理，使液滴及时滑落，两种方法都可以避免结雾产生液珠对光线折射。但这两种方法的缺点是涂层结构不稳定、易脱落。并且空气尘埃长期沉积在涂层表面，破坏亲疏水特性，导致防雾性能下降。另一种常见的方法从相变的角度，可采用表面吹扫和加热雾滴凝结表面，这种方法在提高湿蒸汽露点温度的同时加速蒸发以实现除雾的目的。例如，专利CN203805851提出一种多层结构，上下层为玻璃层，中间层为透明导电胶层。在接通电流时产生大量热量用以加热两侧玻璃从而实现除雾，但实际上大部分能量传递到外部环境，能量利用效率低，损耗大。例如，专利CN204937460、专利CN108623193等，提出一种真空腔体耦合电加热玻璃双层结构，真空虽阻隔了空气的对流换热但其内外玻璃仍通过玻璃自身或其他热导体连通，减少的对流换热量损失远不及其对外部环境热损，系统电加热利用效率仍然有待进一步提升。并且由于加热玻璃较厚，系统响应较为迟缓。
技术实现思路
在外界环境温度较低的情况下，视窗玻璃内表面温度常常由于低于内环境湿空气露点温度而凝结大量雾水，从而阻碍对外部环境的实时观察。尤其对于手术观测镜头，眼镜镜片，驾舱挡风玻璃等，这种表面雾化现象伴随着巨大隐患。对上述问题本专利技术针可以有效地防止雾化和去除雾滴。采用热聚焦法可以有效将热量集中利用，系统热效率更高。与此同时，采用更薄尺寸的除雾玻璃设计，使得雾化玻璃内表面迅速升温，系统响应更快。并且真空有效隔绝了热损，使系统的本专利技术兼具有保温、降噪等功能。本专利技术的技术方案一如下：一种热聚焦式除雾玻璃，包括：主体视窗玻璃、电热除雾玻璃、绝热密封垫圈、电热单元和温度控制单元；主体视窗玻璃作为外层玻璃，电热除雾玻璃作为内层玻璃，之间形成夹层区域；绝热密封垫圈设置在所述夹层区域边缘并包裹外层玻璃和内层玻璃四周；用于密封夹层区域，并隔断外层玻璃和内层玻璃之间的热量传递；电热单元设置在所述绝热密封垫圈和电热除雾玻璃之间边缘位置，用于加热除雾；温度控制单元用于监测电热除雾玻璃内表面实时温度，并控制电热单元工作。本专利技术的技术方案一的特点和进一步改进为1、所述绝热密封垫圈包括T型绝热密封垫圈和长方形绝热密封垫圈；所述T型绝热密封垫圈设置在所述外层玻璃和内层玻璃四周边缘，T型绝热密封垫圈下部插入所述夹层区域；T型绝热密封垫圈上部紧贴外层玻璃和内层玻璃边缘，T型绝热密封垫圈上部一端与主体视窗玻璃外侧面平齐，另一端超出电热除雾玻璃内侧面；所述长方形绝热密封垫圈设置在电热除雾玻璃内侧面四周，上端与T型绝热密封垫圈超出电热除雾玻璃内侧面部分紧密贴合。2、所述电热单元包含电源和电热阻丝，电热阻丝设置在所述夹层区域边缘，T型绝热密封垫圈和电热除雾玻璃之间，用于产生热量并将热量传递至电热除雾玻璃使电热除雾玻璃升温除雾。3、所述温度控制单元设定有上限阈值和下限阈值；当温度低于下限阈值时，控制所述电热单元工作，当温度高于上限阈值时，控制所述电热单元停止工作。4、对所述夹层区域进行真空处理，在夹层区域内形成真空腔，真空腔内压力不高于30kPa；电热除雾玻璃厚度根据真空腔内压力以及玻璃面积大小确定。5、真空腔内压力为30kPa，电热除雾玻璃厚度为5mm。6、所述主体视窗玻璃为钢化玻璃，用于挡风和防护。7、所述主体视窗玻璃外表面设有透明绝热树脂膜，用于隔热。本专利技术有益效果：本专利技术消除了由于雾化这一物理现象导致的一系列隐患和事故风险性。大大提高了例如冬季驾驶的安全性，具有非常广阔的实际应用背景，尤其是对于近视眼镜行业、潜水眼镜、以及各类拍摄镜头等等场景具有十分重要的价值。本专利创新性的采用热聚焦法结合真空电热玻璃的专利技术相对于其他对本领域的贡献者的专利技术更加环保节能，系统响应速率更快。附图说明图1为热聚焦式除雾玻璃的剖面示意图；图2为电热单元原理图；图中：2-主体视窗玻璃、3-电热除雾玻璃、4-绝热密封垫圈、5-电热单元、6-温度控制单元，41-T型密封圈，42-长方形密封圈，51-电热阻丝。具体实施方式一种热聚焦式除雾玻璃，所述热聚焦是指将热量聚焦到系统的局部进行传递利用，而在其他部分通过绝热保温等一系列措施阻碍其能量交换。通过热聚焦的方法将热量集中到较薄的除雾玻璃，并且进一步采用抽真空法减少主体视窗玻璃作为冷源对流换热带走除雾玻璃的热量。当外部环境温度较低时，除雾玻璃表面温度逐渐下降，并开始结雾。打开电热单元，除雾玻璃表面温度快速上升，雾珠消失。如图1所示，本专利技术结构部件具体包括：主体视窗玻璃2、电热除雾玻璃3、绝热密封垫圈4、电热单元5、温度控制单元6。主体视窗玻璃2采用夹层区域钢化玻璃，能够承受一定的外部力量，可用于挡风和防护作用。当受到暴力冲击时，其中心部分可形成较大的玻璃碎片，并且能够保证一定的可见度。玻璃碎片被中间夹层中有机物膜粘住，不易脱落，可有效防止碎片伤人。此外，所述夹层区域钢化玻璃在不阻碍视线的前提下，还可具备外部绝热的特征，可采用但不仅限于在外表面添加透明的绝热树脂膜隔热。电热除雾玻璃3采用钢化玻璃但不仅限于钢化玻璃，其特征应满足真空玻璃行业标准及相关应用领域所规定的各项应力和承重裕度要求以及透明要求(对光线无折射)。此外，为使电热除雾玻璃温度响应更加迅速，电热除雾玻璃应当尽可能薄。需要强调的是，对于本专利，钢化玻璃的厚度是十分关键的设计参数，玻璃的厚度影响系统温度响应。而玻璃的厚度与真空度密切相关，李彦兵等人通过《钢化玻璃真空支撑点的排布方式》对钢化真空玻璃支撑点的距离分布和其厚度关系做了系统的研究和报道。对于越是面积小的真空钢化玻璃视窗，可以采用越低的真空度和更薄的厚度。5mm厚的钢化玻璃在完全真空的条件下，支撑点间的距离不能超过8cm。较大面积的真空视窗玻璃且不采用支撑点的条件要求下，为了兼顾系统的温度响应速度、避免真空腔内空气对流换热损失同时又使钢化玻璃足以承受环境压力，可使真空腔体内的压力提高。绝热密封垫圈4采用环氧树脂密封垫圈。按照结构可分为“T”型4-1和长方形4-2竖直截面密封圈，其作用是阻碍电热除雾玻璃3上的热量传导至主体视窗玻璃2，避免直接接触热损同时维持真空。如图2所示，电热单元5包含电源和电热阻丝5-1。电热阻丝采用钨丝5-1，当电源产生的电流通过电热阻丝(钨丝)5-1，产生大量的热量沿着电热阻丝(钨丝)5-1传递至电热除雾玻璃，导致电热除雾玻璃3快速升温从而实现除雾的目的。温度控制单元6是用来监测电热除雾玻璃3内表面实时温度。温度达到既定上限阈值(20℃)和下限阈值(15℃)时自动控制电热单元断开或本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种热聚焦式除雾玻璃，其特征在于，所述玻璃包括：主体视窗玻璃、电热除雾玻璃、绝热密封垫圈、电热单元和温度控制单元；/n主体视窗玻璃作为外层玻璃，电热除雾玻璃作为内层玻璃，之间形成夹层区域；/n绝热密封垫圈设置在所述夹层区域边缘并包裹外层玻璃和内层玻璃四周；用于密封夹层区域，并隔断外层玻璃和内层玻璃之间的热量传递；/n电热单元设置在所述绝热密封垫圈和电热除雾玻璃之间边缘位置，用于加热除雾；/n温度控制单元用于监测电热除雾玻璃内表面实时温度，并控制电热单元工作。/n

【技术特征摘要】
1.一种热聚焦式除雾玻璃，其特征在于，所述玻璃包括：主体视窗玻璃、电热除雾玻璃、绝热密封垫圈、电热单元和温度控制单元；
主体视窗玻璃作为外层玻璃，电热除雾玻璃作为内层玻璃，之间形成夹层区域；
绝热密封垫圈设置在所述夹层区域边缘并包裹外层玻璃和内层玻璃四周；用于密封夹层区域，并隔断外层玻璃和内层玻璃之间的热量传递；
电热单元设置在所述绝热密封垫圈和电热除雾玻璃之间边缘位置，用于加热除雾；
温度控制单元用于监测电热除雾玻璃内表面实时温度，并控制电热单元工作。


2.根据权利要求1所述的热聚焦式除雾玻璃，其特征在于：所述绝热密封垫圈包括T型绝热密封垫圈和长方形绝热密封垫圈；
所述T型绝热密封垫圈设置在所述外层玻璃和内层玻璃四周边缘，T型绝热密封垫圈下部插入所述夹层区域；T型绝热密封垫圈上部紧贴外层玻璃和内层玻璃边缘，T型绝热密封垫圈上部一端与主体视窗玻璃外侧面平齐，另一端超出电热除雾玻璃内侧面；
所述长方形绝热密封垫圈设置在电热除雾玻璃内侧面四周，上端与T型绝热密封垫圈超出电热除雾玻璃内侧面部分紧密贴合。


3.根据权利要求2所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：欧阳自强，蒋鹏程，张文华，郑亚明，龙飞，赖贞华，龚慧敏，
申请(专利权)人：中国特种飞行器研究所，
类型：发明
国别省市：湖北;42