JP5158659B2 - 光起電性パネルなどのパネルを保持するための枠を建造物壁に取り付けるための構造物 - Google Patents

Description

本発明は、屋根面などの建造物の壁にパネル保持枠を取り付けるための構造物に関する。構造物は、特に光起電性パネルを保持するための枠の取り付けに適用可能である。

住宅などの建造物に太陽エネルギを使用する発電装置を設置するために、複数の太陽電池から構成されるパネルの組は、例えばこれらの建造物の屋根に配設される。

これらのパネルは、一般に、ガラス、シリコン、導体、および、ポリマーからなる異なる層の積層体から構成される。一般に正方形のシリコン電池の側面は、２００ｍｍと同程度の大きであり得る。電池は、直列に接続された後、２枚のガラスシート間または１枚のガラスシートとポリマーからなる異なる層との間に接着される。一例として、１２Ｖの公称電圧を有するモジュールは、一般に、３６個の単結晶または多結晶電池を直列に接続することによって構成される。これらの３６個の電池からなるアセンブリは、その後に並列に接続される。したがって、７２個のシリコン電池が２４Ｖモジュールの場合に使用される。このタイプのパネルは、約１メートル掛ける２メートルのかなりの寸法を有してもよい。

建造物の壁に太陽電池を取り付けるために、例えば金属ストリップを折り畳むことによって得られる中空構造物から構成された周囲枠組を備える保持枠などの保持枠が使用される。しかしながら、これらの枠は、パネルを適所に保つような方法で且つ外気から生じる力に耐えることができるような方法で建造物の壁に固定される必要がある。特に、パネルの固定は、雪の重量または強風から生じる引き動かす力に耐えることが可能でなければならない。

従来、このタイプの枠は、建造物の屋根の上方に配置され、特にそれらが全く審美的に美しくないという欠点を有する。さらにまた、パネルと屋根との間に配置された空間は、例えば枯れ葉などの屑で詰まることがある。

本発明の目的は、パネルから構成されたアセンブリを建造物の屋根またはファサード内に挿入するのを可能とする、パネル、特に光起電性パネルなどの電気的に活性なパネルを保持するための枠を屋根またはファサードなどの建造物の壁に固定するための手段を提案することによってこれらの欠点を克服することである。

したがって、本発明は、矩形枠組から構成された少なくとも１つの枠を建造物壁に取り付けるための構造物に関する。構造物は、枠を受けるために適応された少なくとも１つの矩形台枠を形成するように組み立てられた少なくとも２つの垂直材と少なくとも２つのクロスバーとから形成された骨組みと、骨組みに少なくとも１つの枠を固定するための手段とを備え、各垂直材が、クロスバーを受けるための凹部を備える２つの側翼によって縁を付けられた中央ウェブを有し、矩形台枠の内周に延在している垂直材およびクロスバーの翼が、枠が取り付けられてもよい突出縁を画定するような方法で、各クロスバーが、クロスバーと垂直材との間の交差部において垂直材に沿った凹部を備える中央ウェブと側翼とを有する。

好ましくは、垂直材のウェブは、垂直材の全長にわたって延在している少なくとも１つの雨樋を備える。

雨樋は、垂直材の全長にわたって延在している少なくとも１つのリブによって画定されてもよい。

好ましくは、クロスバーのウェブは、クロスバーが置かれた垂直材の雨樋の上方に開放するように意図された少なくとも１つの開口を備える。

好ましくは、クロスバーのウェブは、少なくとも垂直材との交差部の領域におけるその軸部分において、翼と同一方向に突出している接触面を有するような方法で成形されている。

クロスバーの側翼は、構造物によって保持される枠の取り付けを可能とするような方法でクロスバーの内部に向かって傾斜していてもよい。

枠組に少なくとも１つの枠を固定するための手段は、例えば、固着装置と、固着装置によって保持され且つ垂直材の上方に延在している固定ビーディングとを備え、固着装置および固定ビーディングは、固定ビーディングが少なくとも枠の端縁の上側面と接触するような方法で設けられている。

少なくとも１つの固定手段は、その上側部分において締め付けヘッドを備えてもよく、固定ビーディングは、締め付けヘッド上にクリップ留めされるように適応された締め付け突起を備える。

少なくとも１つの固定手段は、その上側部分においてネジヘッドを備えてもよく、固定ビーディングは、その一端において、ネジによってネジヘッドに固定されるように適応されたネジパドルを備え、その他端において、ネジパドル上にクリップ留めされるように適応されたクリップ留め突起を備える被覆パドルを備える。

固定手段は、例えば、建造物の壁の構造要素に螺合するための遠位ネジ軸とネジ本体を引っ張るための手段によって遠位ネジ軸から分離された近位ネジ軸とを備えるネジ本体、および、ネジ本体の近位ネジ軸に螺着されるように適応されたスペーサから構成されており、スペーサは、締め付けヘッドまたはネジヘッドを備える。

好ましくは、固定ビーディングは、枠の分離領域のきつい被覆を設けるような方法で２つの隣接する枠の分離のための領域の両側に延在するように適応されている。

本発明は、さらに、本発明にかかる構造物を備える建造物壁に関する。

壁は、屋根面を形成してもよく、平行な梁を備えてもよく、構造物の垂直材は、平行な梁に沿って延在して上記梁に固定される。

壁は、さらに、特に、プラスチック材料、木材、集成木材（ｇｌｕｅ−ｌａｍｉｎａｔｅｄ ｔｉｍｂｅｒ）、合板、もしくは、金属から形成された、または、二重グレージングパネルを備える、または、構造物の下方において平行な梁に固定された多層断熱材から形成されたトレーを備えてもよい。

壁は、例えば構造物によって枠に固定された少なくとも１つの太陽電池のパネルを備える。

本発明は、ここで、添付された図面を参照して、より詳細であるが限定されない方法で記載される

電気的に活性なパネルを保持するための枠を建造物の屋根に取り付けるための構造物の一部の斜視図である。 屋根におけるパネル保持枠の取り付けのための構造物に属する枠組の垂直材とクロスバーとの交差部の領域の拡大斜視図である。 枠が設置された図１の構造物の斜視図である。 それぞれパネルを保持する少なくとも４つの枠が取り付けられた図１において示される構造物の斜視図である。 枠を枠保持構造物に固定するためのビーディングの斜視図である。 枠を枠保持構造物に固定するためのビーディングの斜視図である。 ２つの隣接する枠間の接合部の領域における図１の枠組に枠を固定するための手段の断面図である。 図１の構造物に取り付けられることができるパネルを保持するための枠の斜視図である。 ２つの隣接する枠間の接合部の領域の断面図である。

図１において全体に符号１として指定される構造物は、矩形メッシュ５の格子を形成するような方法で配置された垂直材３およびクロスバー４から構成された全体に符号２として表示される枠組から構成されている。垂直材３は、屋根組の垂木６に沿って延在しており、各垂直材３は、垂木に固定されている。

２つの隣接する垂木間の空間７は、端縁９が垂木６に置かれて且つ垂直材３によって適所に保たれている金属トレー８によって覆い隠されている。

金属トレー８は、例えばステンレス鋼金属シートや亜鉛めっき鋼や任意にラッカー塗布された亜鉛めっき鋼金属シートなどの２つの金属シート間に制限されたポリマー芯から構成された多層断熱材から構成されている。

これらの金属トレー８は、一方では枠組２に固定されたパネルの下方にある程度のシーリングを形成しており、他方では、枠組２に固定されたパネルが太陽放射に晒され、したがって熱くなることがあり、その結果としてその下側面の下方の大気圧を加熱することがある場合に断熱を形成している。

これらのトレーは、プラスチック材料、木材、集成木材、または、合板などの他の材料から構成されてもよい。

ガラスシートの場合、トレーは、二重グレージングから構成されてもよい。

垂直材３は、クロスバーと垂直材との間の接合部に配置された２つのクロスバー１１の間に配置される固定手段１０によって垂木に固定されている。

固定手段１０および１１は、枠組に枠を固定するための手段を保持するために、本体スペーサ１２および１３がまた螺着されてもよい垂木６に螺合される本体を備える。これらの固定手段およびこれらのスペーサは、以下により詳細に記載される。

図２においてより明確に示されることができるように、垂直材３は、２つの垂直翼３２および３３によって縁を付けられた中央ウェブ３１を備える外形である。中央ウェブ３１は、垂直材の頂部に向かって、すなわち、２つの側方翼３２および３３が延在している方向に突出している中央リブ３４を備える。中央リブ３４は、中央リブとは反対方向に延在している２つの側方リブ３５および３６によって画定されている。同様に側方翼３２および３３によってそれぞれ画定されたこれらの２つの側方リブ３５および３６は、雨水の浸透から生じることがある水の排水のための雨樋を形成する。上方に突出している中央リブ３４は、固定手段を受けるための孔３７を備える。これらの孔が中央リブ３４の上部に配置されることから、雨樋３５および３６を流れることがある水は、孔３７を介して浸透することができない。側方翼３２および３３は、垂直材とクロスバーとの間の接合領域においてクロスバー４を受けるための凹部３８および３９を備える。これらの凹部は、メッシュ５が垂直材によって画定されてクロスバーが枠を受けることができるような方法で適応される距離において垂直材に沿って一定間隔をあけて配置されている。

垂直材３に対して垂直なクロスバー４はまた、２つの側方翼４１および４２によって縁を付けられた中央ウェブ４０を備える外形である。側方翼４１および４２は、クロスバーと垂直材との間の接合部の領域に配置された凹部４３および４４を備える。クロスバー４０の中央ウェブは、クロスバーの下側部分に突出しており且つ枠組によって保持されたパネルの下方に浸透することがある水または凝縮を受けるために雨樋を形成するように意図された２つのリブ４５および４６を有するような方法で成形されている。２つのリブ４５および４６は、クロスバー４と垂直材３との間の接合部の領域における垂直材の雨樋３５および３６の上方に配置された割れ目から構成された開口４７を備える雨樋を形成している。これらの開口は、屋根の枠組の垂木の方向に向けられた垂直材の雨樋３５および３６に排水させるようにクロスバーの雨樋４５および４６に収集された水の排水を可能とするように意図される。割れ目４７は、クロスバーの下側面の下方に突出し且つ垂直材に対してクロスバーを締め付けてそれらが直交方向に組み立てられるのを確実にするために垂直材に埋め込まれることができる舌部４８を備える。

クロスバー４と垂直材３との間の接合部において、クロスバーは、クロスバー４が垂直材３に対してクランプ締めされるのを可能とするナットとしての機能を果たすスペーサ１３を備える固定手段１１を介して垂直材に固定されている。この固定手段は、以下により詳細に記載される。

枠組の上流部分に配置されることになるクロスバー４の翼４２は、クロスバー４のウェブ４０に対して垂直である。翼４１は、枠組の下流部分に配置されてクロスバー４の内側に向かって傾斜している。

垂直材およびクロスバーの側方翼が各メッシュ５の内周に延在している上方に突出した縁を構成するというような方法で、クロスバーの翼４１、４２に設けられた凹部４３、４４の配置により、垂直材の翼３２および３３がクロスバー４のウェブの上方に延在するように十分な高さまで上昇することを踏まえる。したがって、２つの隣接する垂直材および２つの隣接するクロスバーによって画定された各メッシュ５は、パネルを保持するための枠が配置されることができる台枠１５を構成する。

図３を参照すると、全体に符号５０として指定され且つパネル（図示せず）を受けるように意図された枠は、端部垂直材５２および５３と、５４および５５として指定され且つ台形断面を有する側方垂直材とを備える枠組５１から構成されている。この枠は、台枠１５の中央開口の内周に延在している突出縁に取り付けられる。上側端部垂直材５２は、内側に折り畳まれ且つしたがって上側端部垂直材５１を係合するクロスバー４の翼４１に沿って取り付ける。３つの他の垂直材５３、５４、および５５は、台枠を形成する異なる垂直材およびクロスバーの側方翼３２、３３、および４２に対して平行に設置されている。

図４は、垂直材３およびクロスバー４から構成された構造物に取り付けられて矩形舗装面を形成するような方法で配置されたパネル６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃ、６０Ｄをそれぞれ支持する４つの枠５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄを示している。

並んで水平に、クロスバー４に対して平行に配置された２つの隣接する枠５０Ａ、５０Ｂは、垂直材３の上方に延在している空間または分離領域６１によって分離される。この分離領域６１は、垂直材３に沿って配置された固着装置１０および１１によって保持された固定ビーディング６２によって被覆される。

各固定ビーディングは、枠組５０Ａまたは５０Ｂの側面の長さよりも僅かに長い長さからなり、２つの隣接する枠組間に配置され且つ垂直材３に対して平行に延在している全ての空間は、固定ビーディング６２によって被覆される。

図９を参照すると、柔軟性のある弾性シール６２１が枠６０Ａおよび６０Ｂの垂直材間に配置されている。

これは、隣接するパネル間の垂直接合部の領域に沿ってシールを形成する。

さらに、剛性シール３４１は、凝縮現象を回避するために垂直材３の中央リブ３４と垂木６との間の空間を満たしている。

固定ビーディング６２は、図５および図６においてより詳細に示されている。

図５において全体に符号６２として指定される固定ビーディングは、高い剛性を提供するように意図された中央リブ６４を備える長手方向本体６３を含む。固定ビーディングの本体６３は、ネジヘッドを受けるための台座６６を備えるネジパドル６５においてその一端が途切れている。台座６６は、ネジの本体が通過するための中央孔６７を備える。

固定ビーディング６２の他端は、隣接する固定ビーディングのネジパドルを被覆するための被覆および締め付けパドル６８を備える。

図６を参照すると、固定ビーディング６２は、その上側面に、垂直材３を梁６に固定するための固定手段１０（これらの固定手段は、図７において現れる）のスペーサ１２の締め付けヘッド８０にクリップ留めすることにより固定されることが可能であるように適応されたあぶみ７１を備える２つの締め付け突起７０を備える。

図７においてもまたわかるように、ネジパドル６５は、垂直材および垂直材とクロスバーとの間の接合部に配置されたクロスバーの固定手段１１のスペーサ１３のネジヘッド９１に螺着されるネジ９０を介して固定されている。図７を参照すると、ビーディング６２に延在しているビーディング６２’の締め付けパドル６８’は、ビーディング６２の固定パドル６５を被覆している。被覆および締め付けビーディング６８’は、その下側部分において、他のビーディングのネジパドル６５の端部上にクリップ留めされる突起６８’Ａを備える。ビーディング６２、ビーディング６２’の被覆および締め付けパドル６８’によって被覆されたネジパドルは、良好なシールを形成するような方法で屋根のスロープに対してビーディング６２’から下流に配置されていることに留意されたい。実際に、この配置において、雨水が屋根上に落ちて排水する場合、雨水は、上流から下流への方向に排水し、したがって、ビーディング６２’とビーディング６２との間の接合部において、水は、最初にビーディング６２’上を流れた後、被覆パドル６８’上を通過し、その後、ビーディング６２の本体上を流れる。したがって、雨水は、固定ネジ９０が通過する場合に、対応する孔に浸透しない。

固定手段１０および１１は、それぞれ、垂木６に螺合される遠位ネジ軸１０１と、スペーサ１２または１３が螺着することによって固定される近位ネジ軸１０２とを備えるネジ本体１００を含む。

固定手段が２つのクロスバー間に配置された固定手段１０である場合、スペーサ１２は、締め付けヘッド８０を備える。

固定手段がクロスバーと垂直材との間の接合部に配置された固定手段１１である場合、スペーサ１３は、ネジヘッド９１を備える。

近位および遠位ネジ軸１０１および１０２は、六角形のネジヘッドから構成された回転駆動手段１０３によって分離される。

ネジ本体１００が、ネジ本体１００の駆動ヘッド１０３が垂直材３の中央リブ３１の上側面と接触するような方法で垂直材３のウェブに設けられた孔３７を通過することによって垂木６に螺合されることに留意されたい。垂直材３とクロスバー４との間の接合部の領域において、クロスバー４は、その後、クロスバーのウェブに設けられた孔４９を通過するネジ本体１００の近位部分１０２上に取り付けられる。固定ビーディング６２のネジパドル６５を固定するためのネジ９０を受けるためのネジヘッド９１は、近位ネジ軸１０２に螺着され、したがって、垂直材３に対してクロスバーをクランプ締めする。

２つのクロスバー間に位置する領域において、締め付けヘッド８０を備えるスペーサ１２は、固定手段１０の近位ネジ軸１０２に直接螺着される。さらにまた、枠組上に固定された枠組の側方垂直材のための接触面を形成するような方法で、座金１０４がネジ軸の駆動ヘッド１０３とスペーサ１２との間に配置される。この座金は、座金の上側面がクロスバーのウェブの上側面と同じ高さにあるような方法で、クロスバーを形成しているシートの厚みと等しい厚みを有する。したがって、枠組は、その４つの側面に平らに接触される。

上述したように、２つの隣接する枠組間のシールは、支持構造物への枠のシールおよび固定を同時に可能とする固定ビーディングによって形成される。対照的に、下流に配置された枠５０Ａの垂直材に設けられた側方翼６１Ａを介して、垂木に対して平行な支柱に配置された２つの隣接する枠５０Ａと５０Ｄとの間のシールが形成される。枠５０Ａの外側に延在しているこの翼６１Ａは、枠５０Ａから下流に配置された枠５０Ｄの垂直材に重なっている。この重なりは、互いに重なる屋根瓦と同じ方法でシールを形成する。

この使用に適した枠が図８において示されている。この枠８０は、４つの垂直材８２、８３、８４、および８５を備える外縁構造物８１から構成されている。４つの垂直材は、その上側、内側部分において、パネルを受けるための溝８６を備える。垂直材８４は、隣接する枠組とは反対側の垂直材に適応される十分な高さで枠組の上側部分において外部に向かって延在している側方翼８７を備える。

上述した枠組は、１つ以上の金属ストリップを折り畳むことによって形成されてもよく、適切な方法で切断された後に折り畳まれ、最後に溶接によって組み立てられる。この形成方法は、特に軽くて堅固な枠組を得るのを可能とする。それらはまた、中空である。したがって、それらが光起電性パネルなどの電気的に活性なパネルを受けることになっている場合、パネルを互いに且つ外部回路に電気的に連結するための回路は、中空の垂直材の内部に隠されることができる。

上述した構造物は、特に建造物屋根に光起電性パネルを設置するために使用されてもよい。この場合、建造物が垂木に直接取り付けられるのにともない、光起電性パネルの組が屋根に組み込まれる。それ自体が知られている手段は、雨が屋根と光起電性パネルとの間の接合部においてパネルの下方に浸透しないような方法で、屋根自体と太陽電池のパネルとの間にシールを形成するように意図される。

このタイプの構造物はまた、垂直であってもよい壁などの建造物壁に、光起電性パネル、または、より一般的には電気的に活性なパネルを固定するために使用されてもよい。この場合、垂直材は、壁の構造物に固定される。この壁の構造物は、垂直材の固定手段が螺着されることができる梁またはコンクリートから構成されてもよい。

Claims (16)

1. 矩形枠組（５１）から構成された少なくとも１つの枠（５０、８０）を建造物壁に取り付けるための構造物（１）であって、枠（５０）を受けるために適応された少なくとも１つの矩形台枠（１５）を形成するように組み立てられた少なくとも２つの垂直材（３）と少なくとも２つのクロスバー（４）とから形成された枠組（２）と、枠組に少なくとも前記枠を固定するための手段とを備え、各垂直材（３）が、２つの側翼（３２、３３）によって縁を付けられた中央ウェブ（３１）を有し、各クロスバー（４）が、中央ウェブ（４０）および側翼（４１、４２）を有しており、各垂直材（３）の側翼が、クロスバー（４）を受けるための凹部（３８、３９）を備えており、クロスバー（４）の中央ウェブ（４０）が垂直材（３）の凹部の中に延在し、各クロスバー（４）の側翼は、矩形台枠（１５）の内周に延在している垂直材（３）およびクロスバー（４）の翼（３２、３３、４１、４２）が、前記枠（５０）を取り付けできる突出縁を形成するように、クロスバー（４）と垂直材（３）との間の交差部において垂直材（３）に沿った凹部（４３、４４）を備えていることを特徴とする、構造物。
2. 垂直材（３）のウェブ（３１）が、垂直材の全長に沿って延在している少なくとも１つの雨樋（３５、３６）を備えることを特徴とする、請求項１に記載の構造物。
3. 雨樋（３５、３６）が、垂直材の全長にわたって延在している少なくとも１つのリブ（３４）によって画定されていることを特徴とする、請求項２に記載の構造物。
4. クロスバー（４）のウェブ（４０）が、クロスバーが置かれた垂直材（３）の雨樋（３５、３６）の上方に開放するように意図された少なくとも１つの開口（４８）を備えることを特徴とする、請求項２または３に記載の構造物。
5. クロスバー（４）のウェブ（４０）が、少なくとも垂直材（３）との交差部の領域において、翼と同一方向に突出している面を有するように形状づけられていることを特徴とする、請求項４に記載の構造物。
6. クロスバー（４）の側翼（４１）が、構造物によって保持される枠の取り付けを可能とするような方法でクロスバーの内部に向かって傾斜していることを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載の構造物。
7. 枠組に少なくとも１つの枠を固定するための手段が、固着装置（１０、１１）と、固着装置（１０、１１）によって保持され且つ垂直材（３）の上方に延在している固定ビーディング（６２）とを備え、固着装置（１０、１１）および固定ビーディング（６２）が、固定ビーディングが少なくとも枠（５０Ａ、５０Ｂ）の端縁の上側面と接触するような方法で設けられていることを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載の構造物。
8. 少なくとも１つの固定手段（１０）が、その上側部分において締め付けヘッド（８０）を備え、固定ビーディング（６２）が、締め付けヘッド（８０）上にクリップ留めされるように適応された締め付け突起（７０）を備えることを特徴とする、請求項７に記載の構造物。
9. 少なくとも１つの固定手段（１１）が、その上側部分においてネジヘッド（９１）を備え、固定ビーディング（６２）が、その一端において、ネジ（９０）によってネジヘッドに固定されるように適応されたネジパドル（６５）を備え、その他端において、ネジパドル上にクリップ留めされるように適応されたクリップ留め突起を備える被覆パドル（６８）を備えることを特徴とする、請求項７に記載の構造物。
10. 固定手段（１０、１１）が、建造物の壁の構造要素に螺合するための遠位ネジ軸（１０１）とネジ本体を駆動するための手段（１０３）によって遠位ネジ軸から分離された近位ネジ軸（１０２）とを備えるネジ本体（１００）、および、ネジ本体の近位ネジ軸に螺着されるように適応されたスペーサ（１２、１３）から構成されており、スペーサ（１２、１３）が、締め付けヘッド（８０）またはネジヘッド（９１）を備えることを特徴とする、請求項８または９に記載の構造物。
11. 固定ビーディング（６２）が、枠の分離領域のしっかりとした被覆を設けるような方法で２つの隣接する枠（５０Ａ、５０Ｂ）を分離する領域（６１）の両側に延在するように適応されていることを特徴とする、請求項７から１０のいずれか一項に記載の構造物。
12. 請求項１から１１のいずれか一項に記載の構造物を備えることを特徴とする、建造物壁。
13. 屋根面を形成し、平行な梁（６）を備え、構造物の垂直材（３）が、平行な梁（６）に沿って延在して平行な梁に固定されることを特徴とする、請求項１２に記載の建造物壁。
14. さらに、構造物（１）の下方において平行な梁（６）に固定されたトレー（８）を備えることを特徴とする、請求項１３に記載の建造物壁。
15. トレーが、プラスチック材料もしくは集成木材もしくは合板から形成されたトレー、または、多層断熱材から形成された金属トレー、または、二重グレージングパネルであることを特徴とする、請求項１４に記載の建造物壁。
16. 構造物によって枠に固定された少なくとも１つの太陽電池のパネルを備えることを特徴とする、請求項１２から１５のいずれか一項に記載の建造物壁。

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