不同加热系统互补的电热玻璃的制作方法

本发明涉及电热玻璃技术领域，具体涉及不同加热系统互补的电热玻璃。

背景技术：

各种车辆的观察窗玻璃，都要求具有电加热的功能，防止观察窗玻璃表面结冰、结霜、起雾，保持观察窗良好的视觉效果，从而保证行驶安全；军用装备上电热玻璃的技术要求更高。如装甲车的前挡风玻璃，既要满足快速驱除玻璃表面冰、霜、雾的要求，使防弹玻璃在严寒条件下尽快恢复透明性能，使军用车辆在处置突发事件时能快速反应，又要保证电加热除冰驱雾时不引起光畸变，让观察窗玻璃保持良好的视觉效果。现在市场上供应的电热玻璃有两种加热方法，一是把电热丝通过夹胶工艺，按一定的设计方案分布在两层玻璃之间，电热丝周围的介质是粘结玻璃的热熔胶有机材料。二是在玻璃表面涂覆导电镀层，一般是ito镀层。观察窗玻璃表面的冰、霜、雾驱除以后，用最小的功率消耗保温，使玻璃表面不结冰，不结霜，不聚水汽，保持防弹玻璃的通透性，这是专业技术人员永恒的追求。但是到目前为止，虽然满足了快速驱除玻璃表面冰、霜、雾的要求，但引发了一系列问题：

用电热丝加热时，加热功率密度超过一定上限时，电热丝表面到相邻两根电热丝中点的距离内的热熔胶会产生巨大的温差，这个温差导致热熔胶折射率的变化，由此产生光畸变或炫光，会给装甲车驾驶员造成头晕、疲劳，影响行车安全，影响车内乘员通过窗玻璃观察外景；如果使用小电流，则功率密度不够，达不到短时间内除霜、除雾或除冰的效果。

用ito导电镀层加热，则电阻率太高，功率不够，达不到快速驱除玻璃表面冰、霜、雾的要求。有人试图增厚ito导电镀层来降低电阻率，但玻璃的透光率明显下降，良好的电阻率和透光率无法兼容；根据加热功率与电压的平方成正比的原理，也有人考虑采用加大电压的方法来提高功率密度。但产生两个严重的问题：(1)车载直流电源是低电压(常用是24v)，为了升压就得采用直流变压器。直流变压器的使用和电压的提高不但加大车辆的自重、占用车内有限的空间、提高车辆的制造成本，而且降低电加热系统的可靠性。(2)玻璃ito镀层表面通电后产生热量，使玻璃表面升温，电加热防弹玻璃在高温高压条件下多层复合，内部存在分层的应力，如果加大ito镀层加热功率，镀层表面升温会导致热熔胶粘结力下降，出现轻微分层，一旦有轻微分层，镀层表面的导热性下降，升温更高，热熔胶粘结力下降更多，分层现象更严重，由此形成的恶心循环使ito镀层的电热防弹玻璃的使用范围受到限制。

鉴于上述情况，本案因此发生。

技术实现要素：

为了克服上述现有技术的缺陷，提升电热玻璃的性能，发明人结合丰富的实践经验和多次试验，把多种不同的电加系统组装在同一块电加热玻璃中，使不同的加热系统优缺点互补。最常用的有两种组合：一是24v电压的导电镀层加热系统与24v电压的电热丝加热系统结合，二是12v电压的电热丝加热系统与24v电压的电热丝加热系统结合。

24v电压的导电镀层加热系统与24v电压的电热丝加热系统结合技术方案如下：导电镀层和电热丝互补的电热玻璃结构从外到内依顺序排列，包括：外层玻璃、导电镀层、热熔胶层、电热丝层、内层玻璃；导电镀层附着在外层玻璃的内侧表面；导电镀层与电热丝层之间用热熔胶层实行绝缘隔离；所有相邻的玻璃之间设置有热熔胶，将两层玻璃粘结在一起。

所述电热丝层由电热丝和汇流条组成，电热丝呈波浪形多行排列，固定在绝缘良好的热熔胶表面，电热丝间有一定间距，每根电热丝的两个端点分别并联到两根导电性能良好的电热丝汇流条上，电热丝汇流条引出到玻璃外与电源连接；

所述的导电镀层是直接把氧化铟锡(俗称ito)膜镀覆在玻璃表面，导电镀层的两端边缘设置了两根导电性能良好的镀层汇流条，镀层汇流条引出到玻璃外与电源连接；

所述的导电镀层和电热丝层都设置在内层玻璃和外层玻璃之间，导电镀层和电热丝层之间用热熔胶或者用分隔玻璃绝缘隔离。

作为优选方案，所述电热丝层的电热丝走向呈横向布置；

作为优选方案，本发明在电热玻璃内部设置了温度传感器，在电源线路上设置了温控器，传感器和温控器之间用电路连接。

本发明的有益效果可归纳为：通过这两种加热系统的互相配合，导电镀层加热偏低的问题和电热丝加热功率偏高导致光畸变的问题由此得到解决。这项技术还有其它好处：1.省电；2.减少电加热引起的红外热辐射；3.延长电热玻璃和温控器等元器件的使用寿命。

附图说明

图1为本发明的基本结构装置的立体图；

图2为电热丝层结构图；

图3为导电镀层结构图

图4为实施例1的断面结构示意图；

图5为实施例2的断面结构示意图。

为了显示清楚，本附图对极薄的导电镀层和电热丝层等微小器件作了放大画法，温度传感器和电源电路的安装位置没有严格要求，并且本领域技术人员它们都十分熟悉，不作图示。

附图标记说明：

1外层玻璃1a、1外层玻璃1b，2内层玻璃、3电热丝层、31电热丝，32电热丝汇流条，4导电镀层，41镀层汇流条，5热熔胶，6分隔玻璃a，6分隔玻璃b。

具体实施方式

下面通过附图和实施例对本发明作进一步详细阐述。

实施例1：

如图1、图4、图5所示，在2层外层玻璃片1a、1b和1层内层玻璃片2与之间，设置有电热层，该电热层由一层导电镀层4和一层电热丝层3组成，在导电镀层4和电热丝层3之间用一层热熔胶5隔开；所述的热熔胶5既具有一定的粘结性能，将两片玻璃粘结在一起，又具有一定的绝缘性能，可防止电热丝层3与导电镀层4之间的短路；导电镀层4附着在外层玻璃1b的内表面；

参看图2，所述电热丝层3由电热丝31、电热丝汇流条32组成，电热丝31呈波浪形多行排列，固定在绝缘性能良好的热熔胶5表面上，电热丝31间有一定间距，每根电热丝31的端点分别并联到两根导电性能良好的电热丝汇流条32上，电热丝汇流条32引出到玻璃外与电源电连接；

参看图3，所述的导电镀层4是直接把氧化铟锡(俗称ito)膜镀覆在外层玻璃1b内表面，导电镀层4的两端边缘设置了两根导电性能良好的镀层汇流条41，镀层汇流条41引出到玻璃外与电源电连接；

参看图4，本实施例中，内层玻璃2由一层玻璃组成，外层玻璃由2层玻璃1a和1b粘合制成，外层玻璃1a和外层玻璃1b之间用热熔胶5粘合。当玻璃复合层数大于2层时，电热结构的位置宜保留在内侧。

根据热量传递公式，φ＝ka⊿t(φ:为热流量，k为总导热系数，a为传热面积，⊿t为热源与玻璃表面之间温度差)，物体之间的温差愈大或者传递途径愈短，则传热愈快。电热结构的位置宜保留在内侧的好处在于：这种结构可使热量优先向室内或车内传导，优先消除内层玻璃上的雾或霜，提高室内或车内的温度，缩小电热层与室内或车内的温差，由此自动减少热量向内传导,让更多的热流量集中向外传导，从而提高外层玻璃的表面温度，清除外层玻璃表面的冰霜。如果将电热结构的位置接近外侧，则玻璃外表面的温度无法快速提高，因为外传的热量很容易扩散在周围的空气中，如有空气流动，扩散速度更快，内层玻璃表面的雾或霜迟迟难以消除。发明人认为，起雾的原因是空气中的水汽或水分子温度高于玻璃表面温度。当温度较高的水汽或水分子碰到了玻璃的冷表面，水汽或水分子就会滞留在玻璃表面，形成雾。如果玻璃表面温度低于冰点，就会结成霜。当室内湿空气的温度高于玻璃表面温度时，所以我们会看到一个反常现象：尽管室内的玻璃表面温度比室外的那面温度要高，但却只有玻璃朝向室内那面起雾，表面温度更低的室外那面却没雾。我们只要让玻璃表面温度比接触到的湿空气温度高一点点，玻璃表面还是不会起雾的。

所述电热丝层3的电热丝走向呈横向布置；实践证明，电热丝31横向布置比垂直布置时，产生的光畸变程度明显减轻；

为了进一步提高效率和节电，本发明在电热玻璃内部设置了温度传感器，在电源线路上设置了温控器，传感器和温控器之间用电路连接。

车辆启动时，两种电加热系统全功率开启，即电热丝层3和导电镀层4同时用最大电流加热，使车辆在最短时间内清除窗玻璃内外表面的冰、霜、雾；在车辆启程前的加热过程只要升温快就好，即使产生了光畸变也是没关系的。

清除窗玻璃内外表面的冰、霜、雾后，车辆启程，采用低电流保温，设定电热玻璃的温控点温度；当温度在温控点以下时，温控器关闭电热丝31电源，仅使用导电镀层4加热保温；如果遇到极端寒冷的天气，导电镀层4加热不足以防止玻璃表面重新起雾、结霜或结冰时，再启动低功率的电热丝31加热作为补充；电热丝加热功率是连续可调的，当加热功率小于最大功率的60％时，不会产生光畸变。

这种互补加热系统有4大有点：(1)在最短时间内清除窗玻璃内外表面的冰、霜、雾，最大限度地满足军、警车辆应急反应的要求；(2)没有纯电热丝加热的光畸变或炫光问题；(3)没有纯导电镀层加热的镀层表面温度过高导致的分层问题；(4)没有继电器控制的间歇式加热引起的车载电源不稳定性；(5)没有继电器控制的间歇式加热引起大功率加热，红外热辐射强度明显下降，利于军、警车辆的红外隐形。

实施例2

参看图5，基本结构和实施例1相同，不同之处仅在于导电镀层4和电热丝层3之间是用分隔玻璃6隔开的，分隔玻璃6可以是一层或者多层，本实施例中采用的分隔玻璃6用2层分隔玻璃6a和6b制成，分隔玻璃6a和6b之间的接触面采用热熔胶5粘合。导电镀层4和电热丝层3通过两端的镀层汇流条41和电热丝汇流条32分别与电源电连接。所述电热丝层3和导电镀层层4应分别靠近内层玻璃1或外层玻璃2。也就是说在玻璃总厚度规定的情况下，导电镀层4和电热丝层3之间的分隔玻璃厚度要选用厚一点的，在导电镀层4和电热丝层3外面覆盖的内层玻璃2或外层玻璃1要选用薄一点的厚度，便于更快地向外传递热量，提高玻璃表面除冰、驱雾的速度。本实施例中，导电镀层4镀覆在外层玻璃1a的内表面上，因为这一层的温度比任何一层玻璃都低,在低温下，导电镀层4的电阻率较低，其发热的功率密度较高，导电镀层4能最大限度地通电发热，有利于快速除冰；

实验数据显示，在－43℃环境下，对导电镀层4和电热丝层3全部通上24v电压，在10分钟左右，外玻璃层1上的结冰化掉，用雨括即可扫去；内玻璃层2上的霜、雾也全部消失不见；当玻璃表面达到设定温度上限时，电热丝层3断电或者用温控器控制用低电流供电，仅让导电镀层4继续供电保温。在保温过程中玻璃上看不到任何光畸变，行驶视线良好。