用于真空绝缘玻璃单元的窗框系统的制作方法

本发明涉及一种窗框系统，特别是涉及一种用于真空绝缘玻璃单元的窗框系统。

背景技术：

在此提供有关本发明的背景技术信息且不应被视为现有技术。

玻璃技术不断进步以增加建筑物或住宅窗户的隔热值，例如。该技术不断进步以减少玻璃单元的传热量。但是，这种高性能的玻璃单元对于现有的窗框和/或玻璃技术产生新的问题。为了使窗组件，作为整体表现出较高水准时，需要将该高性能的玻璃单元安装在高性能的窗框系统。将高性能的玻璃单元安装在高性能的窗框系统，可产生协同效应使作为整体的窗组件的R值(热电阻)大幅增加，并大大提高建筑或住宅的能源效率。

技术实现要素：

在此，对本发明内容进行说明，但其不应被理解为是本发明的全部范围或所有特征。

一种窗组件，可包括真空绝缘玻璃单元和框组件。所述真空绝缘玻璃单元可包含第一玻璃基片和第二玻璃基片，其之间定义有压力低于大气压的空间，所述第一玻璃基片和第二玻璃基片中的一个包含从其中向外延伸的真空口，所述真空口定义通道，用来与所述空间连通。所述框组件支撑所述玻璃单元，并包含基座部件和上釉部件，所述基座部件和所述上釉部件结合来定义槽，接收所述玻璃单元的边缘部。所述基座部件或所述上釉部件中的一个含有腔，用来接收所述真空口，所述上釉部件和所述基座部件定义多个穴，来减少所述框组件的热传导。

在一些实施例中，所述上釉部件含有垂片，被扣入并啮合至所述基座部件。

在一些实施例中，所述基座部件含有嵌入式加固部件。

在一些实施例中，所述基座部件和所述上釉部件中的至少一个含有嵌入式添加剂来减少其的热传导。

在一些实施例中，所述基座部件含有凹陷，相邻于所述槽，在所述玻璃单元为变形状态时来接收所述玻璃单元的一部分。

在一些实施例中，所述凹陷含有被接收于其中的绝缘屏障，用来吸收与所述玻璃单元的变形相关的能量。

在一些实施例中，所述上釉部件结构性地支撑所述玻璃单元。

在一些实施例中，所述上釉部件承受所述玻璃单元的至少一部分负载。

在一些实施例中，所述上釉部件和所述基座部件结合来承受所述玻璃单元的所述负载。

在一些实施例中，用于接收所述真空口的所述腔，被填有绝缘材料。

在一些实施例中，所述多个穴中的至少一个填有空气。

在一些实施例中，所述多个穴中的至少一个填有泡棉。

在一些实施例中，所述玻璃单元的所述边缘部被插入所述槽中，咬合深度为大于或等于1.25英寸。

在另一方面，本发明提供一种窗组件，包括真空绝缘玻璃单元和框组件。所述玻璃单元包含第一玻璃基片和第二玻璃基片，其之间定义有压力低于大气压的空间。所述框组件支撑所述玻璃单元，并包含基座部件和上釉部件，所述基座部件和所述上釉部件可结合来定义槽，接收所述玻璃单元的边缘部。所述基座部件或所述上釉部件中的一个含有凹陷，相邻于所述槽，在所述玻璃单元为变形状态时来接收所述玻璃单元的一部分。

在一些实施例中，所述第一玻璃基片和第二玻璃基片中的一个包含从其中向外延伸的真空口，所述真空口定义通道，用来与所述空间连通，且所述基座部件或所述上釉部件中的一个含有腔，用来接收所述真空口。

在一些实施例中，用于接收所述真空口的所述腔，被填有绝缘材料。

在一些实施例中，所述上釉部件和所述基座部件定义多个穴，来减少所述框组件的热传导。

在一些实施例中，所述多个穴中的至少一个填有空气。

在一些实施例中，所述多个穴中的至少一个填有泡棉。

在一些实施例中，所述上釉部件含有垂片，被扣入并啮合至所述基座部件。

在一些实施例中，所述基座部件含有嵌入式加固部件。

在一些实施中，所述基座部件和所述上釉部件中的至少一个含有嵌入式添加剂，来减少其的热传导。

在一些实施例中，所述凹陷含有被接收于其中的绝缘屏障，用来吸收与所述玻璃单元的变形相关的能量。

在一些实施例中，所述上釉部件结构性地支撑所述玻璃单元。

在一些实施例中，所述玻璃单元的所述边缘部被插入所述槽中，咬合深度为大于或等于1.25英寸。

在一些实施例中，所述上釉部件承受所述玻璃单元的至少一部分负载。

在一些实施例中，所述上釉部件和所述基座部件结合来承受所述玻璃单元的所述负载。

以下进一步进行说明，本领域的适用性将变得更加明确。本发明内容中的说明和特定示例仅为示例性目的，并不用来限制本发明的范围。

附图说明

在此所示出的附图仅用于示出选择性实施例，并不表示所有的实施，且并不用来限制本发明的范围。

图1是示出根据本发明的实施例的窗组件的示意图；

图2是示出安装在图1窗组件的窗框系统中的玻璃单元的横截面视图；

图3是示出变形状态下图2的玻璃单元和窗框系统的横截面视图；

图4是示出根据本发明的玻璃单元和耦合件的示意图；

图5是示出该玻璃单元和耦合件被安装在框组件中的示意图；

在各个附图中，相同的参照符号表示相同部件。

具体实施方式

现参照附图对示例实施例进行更详细地描述。通过在此提供的实施例，本技术领域的普通技术人员可完全并将充分理解本发明的整个范围。在此说明的多个具体细节，例如具体的部件、装置和方法的例子，被用来理解本发明的实施例。在此不需要具体的说明，本领域的技术人员应理解示例性实施例可通过多种不同的方式被执行，且并不用来局限本发明的范围。在一些示例实施例中，已知的过程、已知的装置结构、以及已知的技术将省略详细说明。

在此使用的术语仅用于描述特定的示例实施例，并不用来限制本发明。在此所使用的单数形式“a”、“an”、“the”，除非上下文明确地指出，也可能包括复数形式。术语“包含”、“包含有”、“包括”、以及“具有”是指含有并明确表示特征、集合、步骤、操作、元件，和/或组件的存在，但不排除存在或添加有其他一个或多个特征、集合、步骤、操作、元件、组件，和/或组成。在此描述的方法步骤、过程和操作，除非执行顺序被具体标识，不应被解释为其以在此说明或示出的特定顺序被执行。此外应理解，可以采用附加的或替代的步骤。

当元件或层被涉及位于“之上”、“啮合至”、“连接到”或“耦合到”另一个元件或层时，其可以直接位于、啮合、连接或耦合到另一个元件或层，或是也可能存在介于中间的元件或层。相反，当元件被涉及“直接位于”，“直接啮合至”，“直接连接到”，或“直接耦合到”另一个元件或层时，可能不存在介于中间的元件或层。用来描述元件之间关系的其他词应以类似的方式被解释(例如，“位于…之间”与“直接位于…之间”、“相邻”与“直接相邻”等。在此使用的术语“和/或”包含相关列表项目中一个或多个的任何和所有组合.。

虽然第一、第二、第三等可被用来描述各种元件、部件、区域、层和/或段，但这些元件、部件、区域、层和/或段不应受到这些术语的限制。这些术语仅被用来从另一个区域、层、或段中区分一个元件、部件、区域、层或段。除非上下文明确指出，在此使用的术语，例如“第一”，“第二”，以及其他数值，并不意味着序列或顺序。因此，在不违背示例实施例内容的情况下，以下说明的第一元件、部件、区域、层或段可以被认为是第二元件、部件、区域、层或段。

有关空间上的术语，例如“内部”、“外部”、“下面”、“之下”、“低于”、“之上”、“上面”等，可用来便于描述附图中一个元件与另一个元件的关系特征(如图所示)。除了图中示出的方向，空间上的术语可被用来包括使用或操作中装置的不同方向。例如，当附图中的装置被翻转，描述为其他元件或特征“之下”或“下面”的元件将位于其他元件或特征“之上”。因此，示例性术语“之下”可包含上面和下面的方向。装置也可以面向其他方向(旋转90度或在其他方向)和在此所说明相应的空间术语。

参照图1-3，示出示例性的窗组件10包括绝缘玻璃单元，特别是真空绝缘玻璃(VIG)单元12和框组件14。窗组件10可以安装在建筑或住宅的墙壁16(图1)中，例如。如图2所示，该VIG单元12包括第一玻璃基片和第二玻璃基片18，20，其之间定义有空间22。空间22的压力可低于大气压。第二玻璃基片20为内部基片(即，基片暴露于建筑或住宅的内部)，含有真空口或管24(在图2和图3中被示意性地示出)，定义通道25，来与空间22连通。在将VIG单元12安装至框组件14之前或之后，空间22中的气体可通过真空口24被排空。

如图1所示，该框组件14包括顶框部26，底框部28和一对侧柱部30。顶框部、底框部、侧柱部26、28、30可结合来支撑VIG单元12。顶框部、底框部、侧柱部26，28，30可以是木材、塑料、铝或具有理想的导热性的任何合适的结构材料。顶框部、底框部、侧柱部26，28，30可含有特定的添加剂，来减少热传导。例如，可选择乙烯基作为材料，该材料可以包括嵌入式微粒。嵌入式微粒可包括例如膨胀的微粒。顶框部、底框部、侧柱部26，28，30可基本相似或相同，因此，以下仅对底框部28进行详细描述。

如图2所示，底框部28可以包括基座部件32和上釉部件34。上釉部件34可以配置在VIG单元12的内侧(即，上釉部件34可配置在建筑或住宅的内部)和可与VIG单元12的基座部件32啮合，其之间定义有槽36，用来接收VIG单元12的边缘部37中的一部分或所有。边缘部37被定义为从VIG单元12的末端边缘33延伸约2.5英寸。在一些实施例中，VIG单元12和基座部件32之间和/或VIG单元12和上釉部件34之间可配置垫片35，来限制或防止液体进入至槽36。

在一些配置中，VIG单元12的边缘部37可以延伸进入槽36中，咬合深度D为大于或等于1.25英寸。在一些不同的实施例中，例如，咬合深度D可约为0.75-5英寸，或者约为0.75-3英寸。由于末端边缘33处的第一玻璃基片和第二玻璃基片18、20之间的边缘密封，VIG单元12在末端边缘33处具有较高的导热性。因此，较大的咬合深度使路径变长，热能量(热或冷)必须在VIG单元12的内部和外部之间进行导电，从而提高窗组件10的热性能。

第一玻璃基片和第二玻璃基片18、20的表面温度从玻璃基片18、20的中心至边缘部37保持相对稳定，即，在远离末端边缘33约2.5英寸的地方，该表面温度沿倾斜的温度梯度过渡至末端边缘33，对于高性能的VIG单元是独一无二的。第一玻璃基片18的表面温度过渡至第二玻璃基片20的表面温度，且第二玻璃基片20的表面温度过渡至第一玻璃基片18的表面温度。通过影响暴露于建筑或住宅内部环境条件(例如相对湿度)的第二玻璃基片20的表面温度，较大的咬合深度可防止第二玻璃基片20上的凝结积累。VIG单元12与框组件14结合来定义瞄准线S。选择咬合深度D，从而在内部和外部环境条件的范围下，瞄准线S处的第二玻璃基片20的表面温度将高于目标温度，以防止凝结。

VIG单元12的末端边缘33被配置在在槽36底部的一个或多个釉块47上。釉块47可包括橡胶或类似的聚合物材料，并在窗组件10的装配过程中被用来支撑VIG单元12。多个釉块47可沿槽36的底部被隔开地配置。釉块47可被隔开来允许水分进入槽36，在槽36的底部通过泄水孔(未显示)排出。

基座部件32可通过聚合物或复合材料被挤压、拉挤、或注射成型，例如，可包括多个支撑件或棱条39，结合来形成一个或多个穴38。穴38可用来减少或阻止基座部件32的热传导。基座部件32的下端可包括一个或多个垂片41与建筑或住宅的墙壁16接合。穴38中的一个或多个可以填充有空气42和/或其他气体，且穴38中的一个或多个可填充有绝缘材料44来减少框组件14的热传导。绝缘材料44可以包括泡棉、橡胶、玻璃微粒、珍珠岩、气凝胶、熔融石英、和/或填有惰性气体的泡棉，例如。应注意，在一些实施例中，所有的穴38可以填充空气和/或其他气体，或是所有的穴38可以填充绝缘材料44。可在相同或不同的穴38中使用该绝缘气体或材料的任何组合。在一些实施例中，棱条39中的一个或一个以上的可包括加固部件46，向框组件14提供附加的刚度和强度，加强框组件14对于VIG单元12变形产生的力，例如。加固部件46可由任何合适的材料形成，可通过任何适当的方式被嵌入、共挤压、共拉挤或结合至框组件14中。加固部件46可具有任何合适的横截面，如圆形、矩形或正方形。此外，在每个棱条39中可配置有一个或多个加固部件46。基座部件32的第一侧表面49可与第一玻璃基片18接触，并与上釉部件34结合来将VIG单元12固定在框组件14中。在一些配置中，第一侧表面49和第一玻璃基片18之间可配置双面粘合玻璃封条51或是硅胶或类似硅胶的产品。

在一些实施例中，基座部件32可包括与槽36相邻的凹陷48。如图3所示，该凹陷48被设计用来适应VIG单元12的变形而不是将VIG单元12约束在末端边缘33。约束在末端边缘33会导致附加应力进入至VIG单元12。基座部件32和上釉部件34可被设计用来将VIG单元约束于瞄准线S附近，从而防止或减少的VIG单元12的变形。与VIG单元12约束在末端边缘33相比，将VIG单元12约束于瞄准线附近，可使较少的应力被引入至VIG单元12。此外，上釉部件34可被设计成向建筑或住宅内部弯曲或转动来对应于VIG单元12的变形。VIG单元12变形的主要原因是由于暴露在室外和室内的温度不同而造成的热胀冷缩差异，由于VIG单元12的刚性边缘密封使第一和第二玻璃基片18、20一起以相同的方向变形。因此，第一和第二基片18、20的热变形会一起发生在VIG单元上，而不是传统的绝缘玻璃或其他窗单元。因此，VIG单元12的边缘部37的作用在于经历热变形至凹陷48中，防止VIG单元12或框组件14长期使用后潜在的机械应力或失败。VIG单元12变形也可由风荷载等引起。在一些实施例中，绝缘屏障50可位于凹陷48中。可使用粘合剂将绝缘屏障50粘合至VIG单元12和/或基座部件32。例如，绝缘屏障50可含有硅胶或聚苯乙烯胶带。在一些配置中，绝缘屏障50可约为五毫米厚或更厚。绝缘屏障50可使基座部件32结构性粘合至VIG单元12，并吸收及替代与VIG单元12变形相关的能量。在此可以看出，在一些实施例中，凹陷48可以是开放式的(例如，填有气体或空气，而不是绝缘屏障50)。

在一些实施例中，基座部件32的棱条39中的一个或多个可被修剪或去除，从而穴38中的一个或多个可定义另一个槽来接收其他玻璃基片或第二VIG单元。例如，在图2所示的配置中，第一和第二棱条52，54可被修剪或去除，从而第一和第二穴56、58可以作为槽来接收第二VIG单元。第一和第二棱条52、54中一个或两个可含有一个或多个切口60，切断或阻断第一和第二棱条52、54。

上釉部件34可包括聚合物材料或含有增强相的聚合物组合物。上釉部件34可通过聚合物或复合材料被挤出、拉挤、或注射成型，例如，可包括多个支撑部件或棱条62，结合形成穴64。穴64中的一个或多个可填有空气、其他气体，和/或绝缘材料66，以减少框组件14的热传导。绝缘材料66可包括泡棉、橡胶、玻璃微粒、珍珠岩、气凝胶、熔融石英，和/或填有惰性气体的泡棉，例如。在一些实施例中，一个或多个棱条62可含有加固部件46，向框组件14提供附加的刚性和强度。上釉部件34的第一和第二侧表面68、70与第二玻璃基片20接触并与基座部件32结合，将VIG单元12固定在框组件14中。在一些配置中，第一和/或第二侧表面68,70与第二玻璃基片20之间可配置双面粘合玻璃封条51或是硅胶或类似硅胶的产品。

下端的上釉部件34可包括一个或多个弹性灵活的垂片72，被扣入并啮合至基座部件32。垂片72可用来使上釉部件34转动来适应VIG单元12的变形和/或用来除去上釉部件34。通过该方式，即使窗组件10已被安装至建筑或住宅的墙壁16上，上釉部件34也可根据需要，反复被扣入至窗组件10或去除。

上釉部件还可以包括凹陷70，被形成在第一和第二侧表面68、74之间。凹陷74可接收VIG单元12的真空口24并可防止真空口24被损坏。凹陷74被设计用来适应VIG单元12的变形，从而不会损坏真空口24，更重要的是，不会造成VIG单元12失去真空。凹陷74可填充有绝缘材料76，其围绕真空口24。绝缘材料76可以包括泡棉、橡胶、玻璃微粒、珍珠岩、气凝胶、熔融石英、和/或填有惰性气体的泡棉，例如。绝缘材料76可兼容真空口24和上釉部件34之间的相对运动且不损坏真空口24，更重要的是，不会造成VIG单元12失去真空。在另一实施例中，上釉部件34的第二侧面70不接触第二玻璃基片20。相反，凹陷74从第一侧表面68延伸至槽36的底部。

在温暖的气候条件下(如美国南部)，上釉部件34可设置在VIG单元12的外侧(即上釉部件34可设置在建筑或住宅的外部)，以经历寒冷的气候(如美国北部)时的相反方向来适应VIG单元12的变形。

参考图4和图5，可配置耦合件80，用来使VIG单元12适合于标准的窗框组件82。耦合件80可含有与框组件14相同或相似的特征，例如凹陷48和凹陷74，来适应VIG单元12的变形。类似框组件14，耦合件80设置有较大的咬合深度，来阻止第一和第二基片18、20之间的热传导，防止第二玻璃基片20上的凝结积累。如图5所示，耦合件80可被接收至或以其他方式连接至框组件82中。类似框组件14，耦合件80的壁可含有加固部件，如上所述，加固部件46。绝缘气体或材料可被填充在耦合件80的棱条86之间的一个或多个腔84中。

虽然参照最实用和优选的实施例对本发明进行了说明，但是应理解，本发明并不局限于所述实施例，相反，在由后附的权利要求的精神和范围内，可进行各种修改和等效的配置。