用于真空絕緣玻璃單元的窗框系統的制作方法

本發明涉及一種窗框系統，特別是涉及一種用于真空絕緣玻璃單元的窗框系統。

背景技術：

在此提供有關本發明的背景技術信息且不應被視為現有技術。

玻璃技術不斷進步以增加建筑物或住宅窗戶的隔熱值，例如。該技術不斷進步以減少玻璃單元的傳熱量。但是，這種高性能的玻璃單元對于現有的窗框和/或玻璃技術產生新的問題。為了使窗組件，作為整體表現出較高水準時，需要將該高性能的玻璃單元安裝在高性能的窗框系統。將高性能的玻璃單元安裝在高性能的窗框系統，可產生協同效應使作為整體的窗組件的R值(熱電阻)大幅增加，并大大提高建筑或住宅的能源效率。

技術實現要素：

在此，對本發明內容進行說明，但其不應被理解為是本發明的全部范圍或所有特征。

一種窗組件，可包括真空絕緣玻璃單元和框組件。所述真空絕緣玻璃單元可包含第一玻璃基片和第二玻璃基片，其之間定義有壓力低于大氣壓的空間，所述第一玻璃基片和第二玻璃基片中的一個包含從其中向外延伸的真空口，所述真空口定義通道，用來與所述空間連通。所述框組件支撐所述玻璃單元，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結合來定義槽，接收所述玻璃單元的邊緣部。所述基座部件或所述上釉部件中的一個含有腔，用來接收所述真空口，所述上釉部件和所述基座部件定義多個穴，來減少所述框組件的熱傳導。

在一些實施例中，所述上釉部件含有垂片，被扣入并嚙合至所述基座部件。

在一些實施例中，所述基座部件含有嵌入式加固部件。

在一些實施例中，所述基座部件和所述上釉部件中的至少一個含有嵌入式添加劑來減少其的熱傳導。

在一些實施例中，所述基座部件含有凹陷，相鄰于所述槽，在所述玻璃單元為變形狀態時來接收所述玻璃單元的一部分。

在一些實施例中，所述凹陷含有被接收于其中的絕緣屏障，用來吸收與所述玻璃單元的變形相關的能量。

在一些實施例中，所述上釉部件結構性地支撐所述玻璃單元。

在一些實施例中，所述上釉部件承受所述玻璃單元的至少一部分負載。

在一些實施例中，所述上釉部件和所述基座部件結合來承受所述玻璃單元的所述負載。

在一些實施例中，用于接收所述真空口的所述腔，被填有絕緣材料。

在一些實施例中，所述多個穴中的至少一個填有空氣。

在一些實施例中，所述多個穴中的至少一個填有泡棉。

在一些實施例中，所述玻璃單元的所述邊緣部被插入所述槽中，咬合深度為大于或等于1.25英寸。

在另一方面，本發明提供一種窗組件，包括真空絕緣玻璃單元和框組件。所述玻璃單元包含第一玻璃基片和第二玻璃基片，其之間定義有壓力低于大氣壓的空間。所述框組件支撐所述玻璃單元，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結合來定義槽，接收所述玻璃單元的邊緣部。所述基座部件或所述上釉部件中的一個含有凹陷，相鄰于所述槽，在所述玻璃單元為變形狀態時來接收所述玻璃單元的一部分。

在一些實施例中，所述第一玻璃基片和第二玻璃基片中的一個包含從其中向外延伸的真空口，所述真空口定義通道，用來與所述空間連通，且所述基座部件或所述上釉部件中的一個含有腔，用來接收所述真空口。

在一些實施例中，用于接收所述真空口的所述腔，被填有絕緣材料。

在一些實施例中，所述上釉部件和所述基座部件定義多個穴，來減少所述框組件的熱傳導。

在一些實施例中，所述多個穴中的至少一個填有空氣。

在一些實施例中，所述多個穴中的至少一個填有泡棉。

在一些實施例中，所述上釉部件含有垂片，被扣入并嚙合至所述基座部件。

在一些實施例中，所述基座部件含有嵌入式加固部件。

在一些實施中，所述基座部件和所述上釉部件中的至少一個含有嵌入式添加劑，來減少其的熱傳導。

在一些實施例中，所述凹陷含有被接收于其中的絕緣屏障，用來吸收與所述玻璃單元的變形相關的能量。

在一些實施例中，所述上釉部件結構性地支撐所述玻璃單元。

在一些實施例中，所述玻璃單元的所述邊緣部被插入所述槽中，咬合深度為大于或等于1.25英寸。

在一些實施例中，所述上釉部件承受所述玻璃單元的至少一部分負載。

在一些實施例中，所述上釉部件和所述基座部件結合來承受所述玻璃單元的所述負載。

以下進一步進行說明，本領域的適用性將變得更加明確。本發明內容中的說明和特定示例僅為示例性目的，并不用來限制本發明的范圍。

附圖說明

在此所示出的附圖僅用于示出選擇性實施例，并不表示所有的實施，且并不用來限制本發明的范圍。

圖1是示出根據本發明的實施例的窗組件的示意圖；

圖2是示出安裝在圖1窗組件的窗框系統中的玻璃單元的橫截面視圖；

圖3是示出變形狀態下圖2的玻璃單元和窗框系統的橫截面視圖；

圖4是示出根據本發明的玻璃單元和耦合件的示意圖；

圖5是示出該玻璃單元和耦合件被安裝在框組件中的示意圖；

在各個附圖中，相同的參照符號表示相同部件。

具體實施方式

現參照附圖對示例實施例進行更詳細地描述。通過在此提供的實施例，本技術領域的普通技術人員可完全并將充分理解本發明的整個范圍。在此說明的多個具體細節，例如具體的部件、裝置和方法的例子，被用來理解本發明的實施例。在此不需要具體的說明，本領域的技術人員應理解示例性實施例可通過多種不同的方式被執行，且并不用來局限本發明的范圍。在一些示例實施例中，已知的過程、已知的裝置結構、以及已知的技術將省略詳細說明。

在此使用的術語僅用于描述特定的示例實施例，并不用來限制本發明。在此所使用的單數形式“a”、“an”、“the”，除非上下文明確地指出，也可能包括復數形式。術語“包含”、“包含有”、“包括”、以及“具有”是指含有并明確表示特征、集合、步驟、操作、元件，和/或組件的存在，但不排除存在或添加有其他一個或多個特征、集合、步驟、操作、元件、組件，和/或組成。在此描述的方法步驟、過程和操作，除非執行順序被具體標識，不應被解釋為其以在此說明或示出的特定順序被執行。此外應理解，可以采用附加的或替代的步驟。

當元件或層被涉及位于“之上”、“嚙合至”、“連接到”或“耦合到”另一個元件或層時，其可以直接位于、嚙合、連接或耦合到另一個元件或層，或是也可能存在介于中間的元件或層。相反，當元件被涉及“直接位于”，“直接嚙合至”，“直接連接到”，或“直接耦合到”另一個元件或層時，可能不存在介于中間的元件或層。用來描述元件之間關系的其他詞應以類似的方式被解釋(例如，“位于…之間”與“直接位于…之間”、“相鄰”與“直接相鄰”等。在此使用的術語“和/或”包含相關列表項目中一個或多個的任何和所有組合.。

雖然第一、第二、第三等可被用來描述各種元件、部件、區域、層和/或段，但這些元件、部件、區域、層和/或段不應受到這些術語的限制。這些術語僅被用來從另一個區域、層、或段中區分一個元件、部件、區域、層或段。除非上下文明確指出，在此使用的術語，例如“第一”，“第二”，以及其他數值，并不意味著序列或順序。因此，在不違背示例實施例內容的情況下，以下說明的第一元件、部件、區域、層或段可以被認為是第二元件、部件、區域、層或段。

有關空間上的術語，例如“內部”、“外部”、“下面”、“之下”、“低于”、“之上”、“上面”等，可用來便于描述附圖中一個元件與另一個元件的關系特征(如圖所示)。除了圖中示出的方向，空間上的術語可被用來包括使用或操作中裝置的不同方向。例如，當附圖中的裝置被翻轉，描述為其他元件或特征“之下”或“下面”的元件將位于其他元件或特征“之上”。因此，示例性術語“之下”可包含上面和下面的方向。裝置也可以面向其他方向(旋轉90度或在其他方向)和在此所說明相應的空間術語。

參照圖1-3，示出示例性的窗組件10包括絕緣玻璃單元，特別是真空絕緣玻璃(VIG)單元12和框組件14。窗組件10可以安裝在建筑或住宅的墻壁16(圖1)中，例如。如圖2所示，該VIG單元12包括第一玻璃基片和第二玻璃基片18，20，其之間定義有空間22。空間22的壓力可低于大氣壓。第二玻璃基片20為內部基片(即，基片暴露于建筑或住宅的內部)，含有真空口或管24(在圖2和圖3中被示意性地示出)，定義通道25，來與空間22連通。在將VIG單元12安裝至框組件14之前或之后，空間22中的氣體可通過真空口24被排空。

如圖1所示，該框組件14包括頂框部26，底框部28和一對側柱部30。頂框部、底框部、側柱部26、28、30可結合來支撐VIG單元12。頂框部、底框部、側柱部26，28，30可以是木材、塑料、鋁或具有理想的導熱性的任何合適的結構材料。頂框部、底框部、側柱部26，28，30可含有特定的添加劑，來減少熱傳導。例如，可選擇乙烯基作為材料，該材料可以包括嵌入式微粒。嵌入式微粒可包括例如膨脹的微粒。頂框部、底框部、側柱部26，28，30可基本相似或相同，因此，以下僅對底框部28進行詳細描述。

如圖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單元12的內側(即，上釉部件34可配置在建筑或住宅的內部)和可與VIG單元12的基座部件32嚙合，其之間定義有槽36，用來接收VIG單元12的邊緣部37中的一部分或所有。邊緣部37被定義為從VIG單元12的末端邊緣33延伸約2.5英寸。在一些實施例中，VIG單元12和基座部件32之間和/或VIG單元12和上釉部件34之間可配置墊片35，來限制或防止液體進入至槽36。

在一些配置中，VIG單元12的邊緣部37可以延伸進入槽36中，咬合深度D為大于或等于1.25英寸。在一些不同的實施例中，例如，咬合深度D可約為0.75-5英寸，或者約為0.75-3英寸。由于末端邊緣33處的第一玻璃基片和第二玻璃基片18、20之間的邊緣密封，VIG單元12在末端邊緣33處具有較高的導熱性。因此，較大的咬合深度使路徑變長，熱能量(熱或冷)必須在VIG單元12的內部和外部之間進行導電，從而提高窗組件10的熱性能。

第一玻璃基片和第二玻璃基片18、20的表面溫度從玻璃基片18、20的中心至邊緣部37保持相對穩定，即，在遠離末端邊緣33約2.5英寸的地方，該表面溫度沿傾斜的溫度梯度過渡至末端邊緣33，對于高性能的VIG單元是獨一無二的。第一玻璃基片18的表面溫度過渡至第二玻璃基片20的表面溫度，且第二玻璃基片20的表面溫度過渡至第一玻璃基片18的表面溫度。通過影響暴露于建筑或住宅內部環境條件(例如相對濕度)的第二玻璃基片20的表面溫度，較大的咬合深度可防止第二玻璃基片20上的凝結積累。VIG單元12與框組件14結合來定義瞄準線S。選擇咬合深度D，從而在內部和外部環境條件的范圍下，瞄準線S處的第二玻璃基片20的表面溫度將高于目標溫度，以防止凝結。

VIG單元12的末端邊緣33被配置在在槽36底部的一個或多個釉塊47上。釉塊47可包括橡膠或類似的聚合物材料，并在窗組件10的裝配過程中被用來支撐VIG單元12。多個釉塊47可沿槽36的底部被隔開地配置。釉塊47可被隔開來允許水分進入槽36，在槽36的底部通過泄水孔(未顯示)排出。

基座部件32可通過聚合物或復合材料被擠壓、拉擠、或注射成型，例如，可包括多個支撐件或棱條39，結合來形成一個或多個穴38。穴38可用來減少或阻止基座部件32的熱傳導。基座部件32的下端可包括一個或多個垂片41與建筑或住宅的墻壁16接合。穴38中的一個或多個可以填充有空氣42和/或其他氣體，且穴38中的一個或多個可填充有絕緣材料44來減少框組件14的熱傳導。絕緣材料44可以包括泡棉、橡膠、玻璃微粒、珍珠巖、氣凝膠、熔融石英、和/或填有惰性氣體的泡棉，例如。應注意，在一些實施例中，所有的穴38可以填充空氣和/或其他氣體，或是所有的穴38可以填充絕緣材料44。可在相同或不同的穴38中使用該絕緣氣體或材料的任何組合。在一些實施例中，棱條39中的一個或一個以上的可包括加固部件46，向框組件14提供附加的剛度和強度，加強框組件14對于VIG單元12變形產生的力，例如。加固部件46可由任何合適的材料形成，可通過任何適當的方式被嵌入、共擠壓、共拉擠或結合至框組件14中。加固部件46可具有任何合適的橫截面，如圓形、矩形或正方形。此外，在每個棱條39中可配置有一個或多個加固部件46。基座部件32的第一側表面49可與第一玻璃基片18接觸，并與上釉部件34結合來將VIG單元12固定在框組件14中。在一些配置中，第一側表面49和第一玻璃基片18之間可配置雙面粘合玻璃封條51或是硅膠或類似硅膠的產品。

在一些實施例中，基座部件32可包括與槽36相鄰的凹陷48。如圖3所示，該凹陷48被設計用來適應VIG單元12的變形而不是將VIG單元12約束在末端邊緣33。約束在末端邊緣33會導致附加應力進入至VIG單元12。基座部件32和上釉部件34可被設計用來將VIG單元約束于瞄準線S附近，從而防止或減少的VIG單元12的變形。與VIG單元12約束在末端邊緣33相比，將VIG單元12約束于瞄準線附近，可使較少的應力被引入至VIG單元12。此外，上釉部件34可被設計成向建筑或住宅內部彎曲或轉動來對應于VIG單元12的變形。VIG單元12變形的主要原因是由于暴露在室外和室內的溫度不同而造成的熱脹冷縮差異，由于VIG單元12的剛性邊緣密封使第一和第二玻璃基片18、20一起以相同的方向變形。因此，第一和第二基片18、20的熱變形會一起發生在VIG單元上，而不是傳統的絕緣玻璃或其他窗單元。因此，VIG單元12的邊緣部37的作用在于經歷熱變形至凹陷48中，防止VIG單元12或框組件14長期使用后潛在的機械應力或失敗。VIG單元12變形也可由風荷載等引起。在一些實施例中，絕緣屏障50可位于凹陷48中。可使用粘合劑將絕緣屏障50粘合至VIG單元12和/或基座部件32。例如，絕緣屏障50可含有硅膠或聚苯乙烯膠帶。在一些配置中，絕緣屏障50可約為五毫米厚或更厚。絕緣屏障50可使基座部件32結構性粘合至VIG單元12，并吸收及替代與VIG單元12變形相關的能量。在此可以看出，在一些實施例中，凹陷48可以是開放式的(例如，填有氣體或空氣，而不是絕緣屏障50)。

在一些實施例中，基座部件32的棱條39中的一個或多個可被修剪或去除，從而穴38中的一個或多個可定義另一個槽來接收其他玻璃基片或第二VIG單元。例如，在圖2所示的配置中，第一和第二棱條52，54可被修剪或去除，從而第一和第二穴56、58可以作為槽來接收第二VIG單元。第一和第二棱條52、54中一個或兩個可含有一個或多個切口60，切斷或阻斷第一和第二棱條52、54。

上釉部件34可包括聚合物材料或含有增強相的聚合物組合物。上釉部件34可通過聚合物或復合材料被擠出、拉擠、或注射成型，例如，可包括多個支撐部件或棱條62，結合形成穴64。穴64中的一個或多個可填有空氣、其他氣體，和/或絕緣材料66，以減少框組件14的熱傳導。絕緣材料66可包括泡棉、橡膠、玻璃微粒、珍珠巖、氣凝膠、熔融石英，和/或填有惰性氣體的泡棉，例如。在一些實施例中，一個或多個棱條62可含有加固部件46，向框組件14提供附加的剛性和強度。上釉部件34的第一和第二側表面68、70與第二玻璃基片20接觸并與基座部件32結合，將VIG單元12固定在框組件14中。在一些配置中，第一和/或第二側表面68,70與第二玻璃基片20之間可配置雙面粘合玻璃封條51或是硅膠或類似硅膠的產品。

下端的上釉部件34可包括一個或多個彈性靈活的垂片72，被扣入并嚙合至基座部件32。垂片72可用來使上釉部件34轉動來適應VIG單元12的變形和/或用來除去上釉部件34。通過該方式，即使窗組件10已被安裝至建筑或住宅的墻壁16上，上釉部件34也可根據需要，反復被扣入至窗組件10或去除。

上釉部件還可以包括凹陷70，被形成在第一和第二側表面68、74之間。凹陷74可接收VIG單元12的真空口24并可防止真空口24被損壞。凹陷74被設計用來適應VIG單元12的變形，從而不會損壞真空口24，更重要的是，不會造成VIG單元12失去真空。凹陷74可填充有絕緣材料76，其圍繞真空口24。絕緣材料76可以包括泡棉、橡膠、玻璃微粒、珍珠巖、氣凝膠、熔融石英、和/或填有惰性氣體的泡棉，例如。絕緣材料76可兼容真空口24和上釉部件34之間的相對運動且不損壞真空口24，更重要的是，不會造成VIG單元12失去真空。在另一實施例中，上釉部件34的第二側面70不接觸第二玻璃基片20。相反，凹陷74從第一側表面68延伸至槽36的底部。

在溫暖的氣候條件下(如美國南部)，上釉部件34可設置在VIG單元12的外側(即上釉部件34可設置在建筑或住宅的外部)，以經歷寒冷的氣候(如美國北部)時的相反方向來適應VIG單元12的變形。

參考圖4和圖5，可配置耦合件80，用來使VIG單元12適合于標準的窗框組件82。耦合件80可含有與框組件14相同或相似的特征，例如凹陷48和凹陷74，來適應VIG單元12的變形。類似框組件14，耦合件80設置有較大的咬合深度，來阻止第一和第二基片18、20之間的熱傳導，防止第二玻璃基片20上的凝結積累。如圖5所示，耦合件80可被接收至或以其他方式連接至框組件82中。類似框組件14，耦合件80的壁可含有加固部件，如上所述，加固部件46。絕緣氣體或材料可被填充在耦合件80的棱條86之間的一個或多個腔84中。

雖然參照最實用和優選的實施例對本發明進行了說明，但是應理解，本發明并不局限于所述實施例，相反，在由后附的權利要求的精神和范圍內，可進行各種修改和等效的配置。