KR20220053564A - 저전력 가열 및 높은 기계적 강도를 갖는 단열 글레이징 - Google Patents

저전력 가열 및 높은 기계적 강도를 갖는 단열 글레이징 Download PDF

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KR20220053564A
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또마 똥뒤
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쌩-고벵 글래스 프랑스
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Abstract

본 발명은 다음에 관한 것이다:
- 중간 접착제 층(12)에 의해 서로 결합된, 각각 두께가 2mm 이하의 두 개의 유리시트들(11, 13)을 포함하는 제1 적층 판유리(1), 비행 조건들에 필요한 기계적 강도, 특히 새 충돌에 대한 저항 및 비행 중 압력차 조건에서 단열 글레이징 유닛의 어느 한 쪽에서 글레이징 유닛의 변형 제어를 제공하는 제2 구조적 적층 판유리(2) 및 제1, 제2 적층 판유리(1, 2) 사이에 가스 갭(4)을 포함하고, 상기 제1 적층 판유리(1)에는 가열 시스템(14)이 제공되는 단열 글레이징 유닛,
- 항공기 글레이징 유닛으로서, 특히 비행기 조종석의 측면 글레이징 유닛으로서의 단열 글레이징의 용도.

Description

저전력 가열 및 높은 기계적 강도를 갖는 단열 글레이징
본 발명은 글레이징 분야에 관한 것으로, 보다 상세하게는 낮은 가열 전력 및 높은 기계적 강도를 갖는 단열 글레이징 유닛에 관한 것이다.
항공 조종석에는 일반적으로 2개의 중앙 글레이징 유닛들과 4개 또는 6개의 측면 글레이징 유닛들이 장착되어 있다. 이러한 모든 글레이징 유닛들은 가열이 필요한 김서림 및 결빙 문제가 발생할 가능성이 있다.
공기역학적 이유로 전면 글레이징 유닛들의 외부 면들은 얼음에 노출되어 높은 전력을 필요로 하며 사실상 이러한 글레이징 유닛의 내부 면에 박무(또는 얼음)가 형성되는 위험을 방지한다.
반대로, 측면 글레이징 유닛들의 외부 면들은 일반적으로 얼음에 노출되지 않기 때문에, 상기 글레이징 유닛들에는 결빙을 방지하기 위한 가열을 하지 않는다. 결과적으로, 글레이징 유닛의 내부 벽(조종석 측)에 김서림(또는 결빙)을 처리하기 위한 전용 가열 시스템이 제공되어야 합니다. 글레이징 유닛의 내부 면(좋은 가시성)에서 김서림(및 잠재적인 결빙)을 처리하는 것 외에도, 이 가열은 차가운 벽 느낌을 없애고/제한하여 조종사에게 상당한 편안함을 제공한다.
항공 조종석의 측면 글레이징 유닛들은 적층 유기 또는 미네랄 유리로 만든다. 이 판유리들은 2~3겹으로 만들어지고 가열된다. "플라이(ply)"라는 용어는 일반적으로 플라이를 쌍으로 함께 결합하는 중간 접착제 층을 제외하고, 판유리를 형성하는 미네랄 유리 또는 유기 유리(투명 중합체 재료) 시트를 의미하는 것으로 이해된다.
이중 글에이징을 사용하기 때문에 가열 시스템이 없는 플라스틱 판(유기 중합체 재료)도 예외적으로 있다. 이는 유리판에 비해 우수한 단열성을 제공하는 플라스틱을 사용하여 가능하다.
마지막으로 뜨거운 공기를 불어 넣는 것도 김서림을 방지하는 데 도움이 된다.
역설적이게도, 난방이 라미네이트의 내부 표면을 가열하는 것으로 의도되었더라도, 적층 판유리들에서 소산되는 가열 전력(안개 방지용)은 비행기 외부로 방출된다. 이것은 극한의 추위(일반적으로 -50°C)와 외부 공기의 유속과 관련된 높은 대류로 인해 발생한다. 이는 1500 ~ 2000 W/m²의 특정 전력의 적용을 필요로 한다. 결과적으로, 비행 중 내부 벽은 차갑고(약 0°C) 조종사에게 불편한 환경을 만든다. 이 차가운 벽 효과는 조종석이 더 작을 때 더욱 두드러진다. 판유리는 조종석에 매우 가깝고, 조종사는 판유리가 지상에서는 너무 뜨겁고 비행 중에는 너무 차갑다고 느낄 수 있다.
이러한 고전력은 신뢰할 수 없는(피로 파손), 보기 흉하고 시각적으로 방해가 되는(열 연무, 회절) 가는 와이어 기반 난방 시스템 또는 전도성 층들(와이어 보다 높은 품질) 사용하여 가열할 수 있는 전원 공급 장치 전압의 사용을 필요로 한다. 이러한 층들에 1500 W/m²의 특정 전력을 전달하려면 고전력 공급 전압에 대한 접근이 필요하다. 이것은 특히 예를 들어 28V의 전압을 사용하는 소형 비행기의 주요 제약 조건이다.
가열의 필요성을 없애기 위해 이중 글레이징을 형성하는 소수의 플라스틱 글레이징 유닛들은 라미네이션이 없으면 플라이가 기계적으로 분리되어 기계적 성능(버드 스트라이크 및 압력)이 매우 크게 감소하기 때문에, 결과적으로 두께와 질량이 증가된 글레이징 유닛이 된다.
또한, 광 투과율을 크게 낮추지 않고는 플라스틱으로는 달성하기 어려운 반사 적외선 층을 사용함으로써 이중 글레이징의 성능을 대폭 향상시켰다. 은(Ag) 또는 금(Au) 층들이 기판의 광학적 투명도 품질을 저하시키지 않으면서 플라스틱에 비교적 쉽게 적용될 수 있지만, 예를 들어 주석 도핑된 산화인듐(ITO) 층은 그렇지 않다. 마지막으로, 글레이징 유닛들의 복잡한 형상들은 두께가 다른 층 증착을 필요로 하며, 금 또는 은의 경우 외관이 불균일하고 광 투과 품질이 떨어진다.
또한 측면 가열 요소들은 가장 두꺼운 구조 플라이에 통합되어 조종사의 안전을 보장한다. 전기 고장은 하나 또는 두 개의 구조 플라이가 파손되는 결과가 되고, 이는 비행을 위험에 빠뜨릴 수 있다. 이러한 이유로 외부 구조 플라이의 바깥쪽을 향하는 면을 가열하여 두 구조 플라이 사이에 난방 시스템을 배치하는 것을 피하는 것이 일반적이다. 따라서 글레이징 유닛의 내부 면의 가열 기능은 이 내부 면에서 상대적으로 멀리 제거되고, 이는 가열 파워에 부정적인 영향을 미친다.
본 발명은 이러한 모든 결점을 피하기 위한 것이며, 특히 비행의 특정 사용 조건에 필요한 더 높은 내부 벽 온도 및 기계적 강도를 유지하면서 측면 글레이징 유닛들에서 소산되는 전력을 상당히 감소시키기 위한 것이다.
이러한 목적을 위해, 본 발명은 중간 접착제 층에 의해 서로 결합된, 각각 두께가 2mm 이하의 두 개의 유리 시트들을 포함하는 제1 적층 판유리, 비행 조건(비행기 등)에 필요한 기계적 강도, 특히 새 충돌에 대한 저항 및 비행 중 압력차 조건에서 단열 글레이징 유닛의 어느 한 쪽에서의 판유리 변형 제어를 제공하는 제2 구조적 적층 판유리 및 제1, 제2 적층 판유리들 사이에 가스 갭을 포함하고, 상기 제1 적층 판유리에는 가열 시스템이 제공되는 단열 글레이징 유닛에 관한 것이다
얇은 부분(제1 적층 판유리)에는 일반적으로 측면 글레이징 유닛에 적용되는 가열 전력에 비해 매우 낮은 전력으로 단열 글레이징 유닛의 내벽을 20℃에 가까운 온도로 유지하도록 설계된 가열 시스템이 제공된다.
이 어셈블리는 기계적 기능을 갖는 글레이징 유닛의 부분(두꺼운 부분: 제2 구조적 적층 판유리)과 열 기능을 갖는 부분(제1 적층 판유리)을 완전히 분리하여 기계적 고장의 위험을 줄인다.
가스 갭의 가스는 공기, 네온, 아르곤, 크립톤과 같은 희소 가스일 수 있습니다.
가열 시스템은 유리하게는 가스 갭의 부분 표면을 한정하는 제1 적층 판유리의 표면에 의해 지지된다.
바람직하게는, 제1 및 제2 적층 판유리들은 스페이서, 특히 프레임형 스페이서에 의해 함께 유지되어, 제1 적층 판유리와 제2 적층 판유리 사이에 가스 갭을 형성한다.
바람직하게는, 제2 구조적 적층 판유리는 중간 접착제 층에 의해 유리 시트의 어느 한 면에 접함된 적어도 4mm 두께의 적어도 하나의 유리 시트를 갖는다.
바람직하게는, 제1 적층 판유리를 형성하는 2개의 유리 시트들의 각각은 적어도 1.5mm 두께, 바람직하게는 1mm 두께, 특히 바람직하게는 0.8mm 두께이다.
바람직하게는, 가열 시스템은 주석 도핑된 산화인듐(ITO) 전기 전도성 층이다.
바람직하게는, 단열 글레이징 유닛을 형성하는 유리 시트들은 선택적으로 열적으로 또는 화학적으로 강화된(화학적 강화라고도 함) 소다석회, 알루미노실리케이트 또는 보로실리케이트 유리로 만들어지거나, 폴리(메틸 메타크릴레이트) (PMMA), 폴리카보네이트(PC), 폴리우레탄 또는 폴리우레아(PU)와 같은 투명한 중합체 재료로 만들어진다.
바람직하게는, 단열 글레이징 유닛을 형성하는 중간 접착제 층은 폴리비닐 부티랄(PVB), 열가소성 폴리우레탄(TPU), 또는 에틸렌-비닐 아세테이트(EVA), 선택적으로 방음을 제공하기 위한 다층으로 제조된다.
매우 얇은 제1 적층 판유리의 유연성은 상기 판유리가 압력 변화를 수용하도록 변형될 수 있게 하여, 제1 적층 판유리(얇음) 측면의 단열 글레이징 유닛 외부 압력이 가스 갭의 압력과 동일하도록 한다(등압선). 그러나, 에어 갭은 바람직하게는 가요성 팽창성 멤브레인에 의해 기밀하게 밀봉되어 제1 적층 판유리의 쪽 단열 글레이징 유닛 외부의 체적과 분리된다. 이 팽창식 통풍구는 제1 적층 판유리의 측면에 있는 단열 글레이징 유닛 외부의 대기와 가스 갭 사이에 가스 교환이 없고, 가스 갭의 일부 표면을 한정하는 제2 구조적 적층 판유리 표면에 수분 응축이 없음을 의미한다.
본 발명은 또한 항공기 글레이징 유닛으로서 전술한 단열 글레이징 유닛의 용도에 관한 것으로, 제1 적층 판유리는 항공기의 내부 체적을 향하고 제2 적층 판유리는 외부 대기를 향한다. 본 발명은 특히 비행기 조종석의 측면 글레이징 유닛과 같은 적용에 관한 것이다.
구체적인 실시예는 본 발명의 주제를 더 잘 설명하기 위해 첨부된 도면을 참조하여 아래에서 설명된다.
도 1은 본 발명에 따른 단열 글레이징 유닛의 개략적인 단면도이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 단열 글레이징 유닛을 도시한다.
단열 글레이징 유닛은 두께가 2mm이고 공기를 포함하는 공동(4)에 의해 분리된 제1 적층 판유리(1) 및 제2 구조적 적층 판유리(2)를 조립함으로써 형성된다.
제1 적층 판유리(1)는 두께가 0.5mm이고, 두께가 0.38mm인 중간 접착층(12)에 의해 분리된 2개의 모놀리식 유리 시트(11, 13)로 이루어진다.
제2 구조적 적층 판유리(2)와 대면하는 유리 시트(13)의 자유 표면은 저방사율 적외선 복사 반사 및 가열 기능을 제공하기 위해 제곱당 5ohm의 주석 도핑된 산화인듐(ITO)으로 만들어진 전도성 층(14)을 갖는다.
에어 갭(4)에서 단열 글레이징 유닛의 자유 표면을 향하여, 제2 구조적 적층 판유리(2)는 2mm 두께의 중간 접착제 층(22)에 의해 8mm 두께의 유리 시트(23)에 접합된 3mm 두께의 유리 시트(21)과 3mm 두께의 중간 접착제 층(24)에 의해 유리 시트(23)에 접합된 3mm 두께의 유리 시트(25)로 구성된다.
제1 및 제2 적층 판유리들(1, 2)는 스페이서 프레임(3)을 사용하여 에어 갭(4)을 형성하도록 2mm 공간으로 함께 유지된다.
모든 유리 시트는 화학적 또는 열적으로 강화된 알루미노실리케이트 또는 소다석회 유리 시트이다. 중간 접착제 층들은 열가소성 폴리우레탄(TPU) 또는 폴리비닐 부티랄(PVB) 층이며, 방음을 제공하기 위해 다층일 수 있다.
단열 글레이징 유닛의 높이와 너비는 60cm이다.
단열 글레이징 유닛이 비행기 조종석의 측면 글레이징 유닛으로 조립되는 경우, 제1 적층 판유리(1)는 조종석을 향하고 제2 적층 판유리(2)는 외부 대기와 접촉한다.
다음 조건에서, 즉 7 W/㎡/℃ 및 20℃ 공기의 내부 대류, 110 W/㎡/℃ 및 -50℃ 공기의 외부 대류에서. 제안된 솔루션은 500W/m²의 전력으로 11℃ 내부 표피 온도(유리 시트 11의 자유 표면 = 단열 글레이징 유닛의 내부 면)를 유지하는 반면, 기존의 적층 판유리(즉, 외부로부터 두 번째 유리 시트)들에서 이중 글레이징이 없는 경우 중간 유리의 외부 면 상의 가열로 2300W를 필요로 한다.
저전력은 28V 전원 공급(표준)와 호환된다.
저전력은 제어 센서(고장 원인)를 필요 없게 한다.
이 시스템은 글레이징 유닛의 가열 부분의 수리성을 향상시킵니다.
기계적 플라이는 또한 글레이징 장치가 파손될 수 있는 긁힘으로부터 보호된다.
적외선을 반사함으로써 ITO 가열층(14)의 저방사 기능은 비행기 내부의 열을 유지한다.
1 제1 적층 판유리
2 제2 구조적 적층 판유리
3 스페이서
4 가스 갭, 에어 갭, 공동
11, 13, 21, 23, 25 유리 시트
12, 22, 24 중간 접착제 층
14 가열 시스템

Claims (10)

  1. 중간 접착제 층(12)에 의해 서로 결합된, 각각 두께가 2mm 이하의 두 개의 유리시트들(11, 13)을 포함하는 제1 적층 판유리(1), 비행 조건들에 필요한 기계적 강도, 특히 새 충돌에 대한 저항 및 비행 중 압력차 조건에서 단열 글레이징 유닛의 어느 한 쪽에서 글레이징 유닛의 변형 제어를 제공하는 제2 구조적 적층 판유리(2) 및 제1, 제2 적층 판유리(1, 2) 사이에 가스 갭(4)을 포함하고, 상기 제1 적층 판유리(1)에는 가열 시스템(14)이 제공되는, 단열 글레이징 유닛.
  2. 제1항에 있어서, 제1 및 제2 적층 판유리들(1, 2)은 스페이서(3), 특히 프레임형 스페이서에 의해 함께 유지되어, 제1, 제2 적층 판유리(1,2) 사이에 가스 갭(4)을 형성하는, 단열 글레이징 유닛.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 제2 구조적 적층 판유리(2)는 적어도 4mm 두께의 적어도 하나의 유리 시트(23)를 가지며, 그 어느 한 쪽이 중간 접착제 층(22)에 의해 유리 시트(21)에 및 중간 접착제 층(24)에 의해 유리 시트(25)에 접합되는, 단열 글레이징 유닛.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 적층 판유리(1)를 형성하는 2개의 유리 시트들(11, 13)의 각각은 두께가 적어도 1.5mm, 바람직하게는 1mm, 특히 바람직하게는 0.8mm인, 단열 글레이징 유닛.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 가열 시스템(14)은 주석 도핑된 산화인듐(ITO) 전기 전도성 층인, 단열 글레이징 유닛.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 단열 글레이징 유닛을 형성하는 유리 시트들(11, 13, 21, 23, 25)은 선택적으로 열적으로 또는 화학적으로 강화된 소다석회 유리, 알루미노실리케이트 유리 또는 보로실리케이트 유리로 만들어지거나, 폴리(메틸 메타크릴레이트)(PMMA), 폴리카보네이트(PC), 폴리우레탄 또는 폴리우레아(PU)와 같은 투명한 중합체 재료로 만들어지는, 단열 글레이징 유닛.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 단열 글레이징 유닛을 형성하는 중간 접착제 층들(12, 22, 24)은 폴리비닐 부티랄(PVB), 열가소성 폴리우레탄(TPU) 또는 에틸렌-비닐 아세테이트(EVA), 선택적으로는 방음을 제공하기 위한 다층으로 제조되는, 단열 글레이징 유닛.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 에어 갭(4)은 가요성 팽창성 멤브레인에 의해 기밀하게 밀봉되어 제1 적층 판유리(1) 쪽 단열 글레이징 유닛 외부 체적과 분리되는, 단열 글레이징 유닛.
  9. 제1 적층 판유리(1)는 항공기의 내부 체적을 향하고 제2 적층 판유리(2)는 외부 대기를 향하는, 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 단열 글레이징 유닛의 항공기 글레이징 유닛으로서의 용도.
  10. 제9항에 있어서, 비행기 조종석의 측면 글레이징 유닛으로서의 용도.
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