Энергоэкономичное окно

007050 Область изобретения Данное изобретение относится к устройству энергоэкономичного окна и, в частности, касается системы осушения для энергоэкономичных окон. Известный уровень техники Окна или стеклянные поверхности являются существенным слабым местом схем теплоизоляции домов в жарком или холодном климате. Базовое изоляционное окно, которое хорошо известно, состоит из двух оконных стекол в жесткой раме. Воздушное пространство между оконными стеклами обеспечивает теплоизоляцию. Известно также откачивание воздушного пространства или заполнение воздушного пространства газом, имеющим более низкую теплопроводность, чем воздух, таким как аргон. Еще одним способом увеличения изолирующей способности такого окна является использование прозрачных перегородок между внешними оконными стеклами для снижения конвективного теплообмена в блоке. Это может увеличить объем воздуха в блоке, что может привести к возникновению связанных с давлением проблем, если воздушный объем не вентилируется. Если воздушный объем вентилируется, то должны быть предусмотрены средства осушения воздуха, поступающего внутрь блока. Другие технологии включают создание покрытий с селективным отражением или низкой лучеиспускательной способностью для уменьшения радиационного теплообмена через окно. Также были сделаны значительные усовершенствования оконных рам, как в соединении оконных стекол, так и в конструкции и материале рамы. Слои остекления в изолирующем блоке должны удерживаться на надлежащем расстоянии друг от друга с помощью распорных прокладок. Из-за превосходных конструкционных свойств производители окон используют алюминиевые распорные прокладки. К сожалению, алюминий очень хорошо проводит тепло, и алюминиевые распорные прокладки, которые используются в большинстве стандартных систем окантовки, являются причиной значимого теплового "короткого замыкания" на ребрах изолирующего стеклянного блока, что уменьшает преимущества усовершенствованного стекления. Кроме повышенной потери тепла, холодные ребра имеют большую склонность к конденсации. В патенте США 4563843 (принадлежащем фирме Sulzer Bros. Limited) описано теплоизоляционное окно, которое включает внешние оконные стекла и прозрачные перегородки внутри воздушного пространства для подавления конвективных воздушных потоков. Рама включает расположенные друг напротив друга металлические каркасные детали, которые конструктивно соединены и разделены неметаллическими перегородками для предотвращения образования теплового мостика между внутренними и внешними каркасными деталями. Термопластичная деталь используется как распорная прокладка между стеклянными оконными стеклами и для удерживания прозрачных перегородок. Другие соединительные перегородки образуют расположенную между каркасными деталями сушильную камеру, заполненную осушителем. Внешние рамы герметизируются термоплавким бутиловым герметиком и тонкой металлической фольгой, имеющей низкую теплопроводность и создающей эффективную пароизоляцию. Воздушное пространство необходимо вентилировать из-за большого объема воздуха внутри этих окон. Без вентиляции внутреннее давление в окне может возрастать до неприемлемого уровня - достаточного в экстремальных случаях для разрушения стекла в результате изменений температуры под действием солнечной радиации. Поскольку присутствие водяного пара в воздушном пространстве может приводить к конденсации, нарушающей прозрачность оконного блока, воздух, поступающий в воздушное пространство, необходимо осушать. Сушильная камера, предусмотренная в патенте Sulzer, образована перегородкой и каркасными элементами и герметизирована в оконном блоке. Вследствие этого, осушитель наглухо закрыт в оконном блоке и не может быть заменен без демонтажа окна, приводящего к его разрушению. Таким образом, в известном уровне техники существует потребность в энергоэкономичном оконном блоке, имеющем конструкцию с распорной прокладкой и системой осушения, устраняющую проблемы, существующие в известном уровне техники. Сущность изобретения Изобретение касается устройства энергоэкономичных окон с усовершенствованной системой осушения. В одном аспекте изобретение относится к устройству теплоизоляционного окна, которое включает:(a) пару внешних оконных стекол, образующих между собой воздушное пространство;(b) расположенный между внешними оконными стеклами распорный элемент, который удерживает оконные стекла на определенном расстоянии друг от друга, причем распорный элемент является полым и имеет отверстия, обеспечивающие газовое сообщение между воздушным пространством и внутренним объемом распорного элемента;(c) материал осушителя, размещенный внутри распорного элемента; и(d) раму, окружающую окно по периметру, которая включает(i) по меньшей мере один покровный элемент осушителя, который является полым и отделимым от рамы;(ii) картридж осушителя, съемно установленный внутри покровного элемента осушителя, и(iii) каналы для обеспечения газового сообщения между воздушным пространством и картриджем осушителя. Каналы обеспечивают газовое сообщение между внутренним объемом распорного элемента и картриджем осушителя и могут предпочтительно быть трубами. Картридж осушителя, предпочтительно,включает удлиненную цилиндрическую трубу, заключенную внутри покровного элемента осушителя,который предпочтительно является удлиненным и имеет в разрезе по существу U-образную форму. В одном варианте осуществления, рама включает внешний желобчатый элемент, внутренний желобчатый элемент, перегородку, расположенную между внешним и внутренним желобчатыми элементами, и покровный элемент осушителя, съемно присоединенный к внутреннему желобчатому элементу. Краткое описание чертежей Изобретение далее описано на примере типичного варианта осуществления со ссылками на чертежи, выполненные в упрощенной схематической манере и без соблюдения масштаба. На чертежах: фиг. 1 изображен вид устройства в соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения; фиг. 2 - поперечный разрез оконного блока, осуществленного по одному из вариантов в соответствии с изобретением, по линии 2-2 на фиг. 3; фиг. 3 изображен поперечный разрез устройства, осуществленного по варианту, изображенному на фиг. 2, по линии 3-3 на фиг. 2. Детальное описание изобретения Настоящее изобретение предлагает конструкцию энергоэкономичного теплоизоляционного окна. В описании изобретения все не определенные здесь термины имеют свои обычные распространенные в технике значения. На фиг. 1 изображен вид изнутри оконного блока, включающего двойные оконные стекла (10, 12) и раму (14). Фиг. 2 и 3 изображают поперечные разрезы оконных стекол (10, 12), разделенных распорной прокладкой (16) и удерживаемых вместе рамой (14). Плоскость поперечного сечения на фиг. 2 расположена по нормали к плоскости поперечного сечения фиг. 3. Хотя для удобства ссылок фиг. 2 будет далее описываться как вертикальный поперечный разрез, а фиг. 3 - как горизонтальный поперечный разрез, эти ориентации являются несущественными и могут быть изменены на обратные. Рама включает внешний желобчатый элемент (18), внутренний желобчатый элемент (20) и двойные промежуточные перегородки (22), соединяющие внутренний и внешний желобчатые элементы. Внутренний желобчатый элемент может содержать установочный фланец (24), который выступает наружу и прилегает вплотную к вертикальному брусу (не изображен) при установке в стенной прорез. Съемный покровный элемент осушителя (26) присоединен к внутреннему желобчатому элементу (20) напротив установочного фланца (24), который предназначен для удержания стеклянного блока, но не выполняет никаких других конструктивных функций. Покровный элемент осушителя (26) имеет форму трубы, образующей единый удлиненный канал (28). Один край канала образует первый выступ (30), а другой край канала образует второй выступ (32). Два выступа (30, 32) сопряжены с соответствующими канавками (31, 33), образованными во внутреннем желобчатом элементе (20). Оконные стекла позиционируются и удерживаются мягкими уплотнениями (34, 38). Уплотнение(34) присоединено к внешнему желобчатому элементу (18), а уплотнение (36) присоединено к внутреннему желобчатому элементу (20). Воздухонепроницаемое уплотнение (38) присоединено к покровному элементу осушителя (26). Уплотнение предпочтительно изготовлено из материала, имеющего низкую теплопроводность и относительно непроницаемого для влаги, такого как неопрен, epdm (эластомерный термополимер этилена, пропилена и неконъюгированного диена) или силиконовый каучук. В предпочтительном варианте осуществления используется двойная система осушения. Распорная прокладка представляет собой полую прямоугольную деталь, заполненную пригодным осушителем (40). Распорная прокладка имеет поры, обеспечивающие циркуляцию воздуха между воздушным пространством между оконными стеклами (10, 12) и внутренним объемом распорной прокладки, в котором находится осушитель. Кроме того, маленький трубопровод (42) соединяет внутреннее пространство распорной прокладки с герметичной трубкой (44) внутри покровного элемента осушителя (26), заполненной осушителем (40). Герметичная трубка (40) имеет крышечку (46), в которую вставлен трубопровод (42),тем самым обеспечивая газовое сообщение между внутренним объемом распорной прокладки и трубкой осушителя (44). Видно, что покровный элемент осушителя (26) может быть удален из рамы (14) путем высвобождения выступов (30, 32) из внутреннего желобчатого элемента (20), благодаря чему получают доступ к трубке с осушителем (44). Трубка осушителя (44) может быть после этого легко отсоединена от трубопровода (44) и, в случае необходимости, заменена на новую трубку с осушителем. В одном из альтернативных вариантов осуществления изобретения, осушитель в трубке осушителя может отличаться от осушителя, находящегося в распорной прокладке, и иметь большее сродство к воде, чем осушитель в распорной прокладке. Как понятно специалистам в данной области, воздух, всасываемый в воздушное-2 007050 пространство, должен проходить через сменную трубку осушителя, тем самым сохраняя сухую атмосферу внутри оконного блока. Трубки осушителя (44) могут быть размещены в одном, двух, трех или всех четырех покровных элементах осушителя (26) с любой ориентацией. Внешний, промежуточный и внутренний желобчатый элементы, образующие раму (14), могут быть сформированы из термопластичного материала с низкой теплопроводностью, такого как поливинилхлорид или полиамид. В другом варианте, внутренний и внешний желобчатые элементы могут быть металлическими деталями, например, алюминиевыми, а промежуточный элемент - неметаллическим, для предотвращения образования теплового мостика между двумя указанными элементами. Покровные элементы осушителя могут быть изготовлены из любого пригодного материала, такого как металл или пластик,при условии, что он является эластичным, для облегчения его установки и извлечения из внутреннего желобчатого элемента. Как понятно специалистам, в пределах объема заявляемого изобретения могут быть осуществлены разные модификации, адаптации и варианты конкретного варианта реализации устройства, приведенного выше в описании. Разные признаки и элементы изобретения в заявленных пределах могут быть скомбинированы иным, отличным от описанного здесь путем. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Теплоизоляционное окно, которое включает:(a) пару внешних оконных стекол, образующих между собой воздушное пространство;(b) распорный элемент, расположенный между внешними оконными стеклами, который удерживает оконные стекла на определенном расстоянии друг от друга, причем распорный элемент является полым и имеет отверстия, обеспечивающие газовое сообщение между воздушным пространством и внутренним объемом распорного элемента;(c) материал осушителя, размещенный внутри распорного элемента; и(d) раму, окружающую окно по периметру, причем рама включает:(i) по меньшей мере один покровный элемент осушителя, который является полым и отделимым от рамы;(ii) картридж осушителя, съемно установленный внутри покровного элемента осушителя, и(iii) каналы для обеспечения газового сообщения между воздушным пространством и картриджем осушителя. 2. Окно по п.1, в котором каналы обеспечивают газовое сообщение между внутренним объемом распорного элемента и картриджем осушителя. 3. Окно по п.1, в котором картридж осушителя включает удлиненную цилиндрическую трубку. 4. Окно по п.1, в котором покровный элемент осушителя является удлиненным и имеет по сути Uобразный профиль поперечного сечения. 5. Окно по п.6, в котором профиль поперечного сечения включает два линейных сегмента, соединенных по существу под прямым углом. 6. Окно по п.1, в котором рама включает внешний желобчатый элемент, внутренний желобчатый элемент, перегородку, расположенную между внешним и внутренним желобчатыми элементами, причем покровный элемент осушителя съемно соединен с внутренним желобчатым элементом. 7. Окно по п.6, в котором покровный элемент осушителя состоит из эластичного материала и включает первый выступ и второй выступ, которые оба заходят в канавки с выточкой внутреннего желобчатого элемента.