KR101314655B1

KR101314655B1 - 대형 집열기의 연결부 마감 구조

Info

Publication number: KR101314655B1
Application number: KR1020110095540A
Authority: KR
Inventors: 박만귀; 이성수
Original assignee: 제인상사(주)
Priority date: 2011-09-22
Filing date: 2011-09-22
Publication date: 2013-10-04
Also published as: KR20130031957A

Abstract

본 발명은 건축물(10)의 외부에 인접하도록 설치되어 열매체를 순환하는 대형 집열기에 있어서: 배면으로 도관(26)의 단부를 배치하고, 프레임(22) 상에 지지편(24)을 지니는 집열판(20); 상기 이웃하는 집열판(20)의 도관(26)의 단부를 유니온너트(32), 엘보우(33) 및 유니온(34)으로 연결하는 연결관(30); 상기 이웃하는 집열판(20)의 변부에 지지편(24)과 패킹(48)을 개재하여 고정되는 경계판(41); 및 상기 이웃하는 집열판(20)의 코너에 경계판(41)의 단부를 은폐하도록 고정되는 코너판(45);을 포함하여 이루어지고, 상기 연결관(30)은 엘보우(33)의 일단에 주름관(36)을 구비하는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 벽체나 지붕에 대형 규격의 집열기를 설치시에 열팽창과 수축에 대응한 방수성을 유지하면서 시공과 보수시에 양호한 접근성을 보장하여 작업 시간과 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.

Description

대형 집열기의 연결부 마감 구조{Finish construction for connecting large scale solar collectors}

본 발명은 대형 집열기의 연결부 마감 구조에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 벽체나 지붕에 대형 규격의 집열기를 설치시에 열팽창과 수축에 대응한 방수성을 유지하면서 시공과 보수시에 양호한 접근성을 보장하여 작업 시간과 비용을 절감할 수 있는 대형 집열기의 연결부 마감 구조에 관한 것이다.

통상적으로 급탕 및 난방을 위한 저온형 태양열 시스템에서 적용되는 평판형 태양열 집열기는 직달 및 분산 일사량 성분을 모두 이용할 수 있으며 태양을 추적하지 않아도 된다는 장점을 지니고 있어서 건축물의 지붕과 벽체 마감용으로 활용하기 무난하다. 다만, 건축물의 지붕과 벽체에 대한 시공성이 양호하면서 방수성이 유지되는 것이 관건이다. 이와 관련하여 한국 등록특허공보 제0473681호의 "스틸하우스용 태양열집열판의 접합구조물", 한국 등록특허공보 제1012447호의 "건축용 외장재형 태양열집열판" 등의 선행특허가 발견된다.

한국 등록특허공보 제0473681호는 일면에는 유리판이 위치하고 타면에는 바닥판이 위치한 다수 개의 태양열집열판들을 지붕마감재로 사용하기 위해 상기 태양열집열판을 지붕트러스에 고정하는 접합구조물에 있어서, 상기 태양열집열판의 가장자리를 따라 고정되며 상기 지붕트러스에 고정되는 고정대들과, 2개의 태양열집열판에 근접한 고정대를 덮으면서 상기 고정대를 따라 고정되는 덮개 및, 상기 덮개와 상기 고정대 및 상기 태양열집열판의 사이에 형성된 틈을 밀봉하는 밀봉부재를 포함하는 구성을 제안한다. 이에 따라, 지붕의 시공과정 중에 태양열집열판을 설치하여 시공기간을 단축하고, 덮개 및 방수부재로 실링하여 우수한 방수성을 도모하는 효과를 기대한다.

한국 등록특허공보 제1012447호는 내부에 다공 형태의 열매체이송로를 갖는 사각형상을 이루어, 태양으로부터 복사열을 흡수하여 열매체이송로를 따라 이동하는 열매체를 가열하는 몸체와, 그 몸체 전측에 ㄴ자 형상으로 돌출되는 형태를 이루어 몸체의 후측을 올려놓을 수 있는 장소를 마련함으로써 몸체의 배열을 가능하도록 한 안치턱으로 이루어진 블록체; 몸체의 좌,우 양측에 결합되어 배열된 다수의 몸체를 일체로 고정함과 아울러 열매체이송로와 연락해서 열매체의 유동로를 형성하도록 한 헤드관로; 및 몸체와 헤드관로가 서로 접하는 면에 형성되어 열매체의 누수를 방지하는 밀봉수단을 포함하는 구성을 제안한다. 이에 따라, 밀봉수단이 몸체 양단 및 헤드관로에 구비되어 열매체의 누수를 방지하고, 조립이 간편하게 이루어지므로 조립시 작업 시간을 단축할 수 있는 효과를 기대한다.

그러나, 상기한 선행특허에 의하면 가로 5m, 세로 2m에 달하는 대형 집열판을 연결함에 있어서 열변형에 대응하여 방수성을 유지하기 미흡하고 시공은 물론 주기적인 보수에 따른 양호한 작업성을 기대하기 곤란하다.

상기와 같은 종래의 문제점들을 개선하기 위한 본 발명의 목적은, 벽체나 지붕에 대형 규격의 집열기를 설치시에 열팽창과 수축에 대응한 방수성을 유지하면서 시공과 보수시에 양호한 접근성을 보장하여 작업 시간과 비용을 절감할 수 있는 대형 집열기의 연결부 마감 구조를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 건축물의 외부에 인접하도록 설치되어 열매체를 순환하는 대형 집열기에 있어서: 배면으로 도관의 단부를 배치하고, 프레임 상에 지지편을 지니는 집열판; 상기 이웃하는 집열판의 도관의 단부를 유니온너트, 엘보우 및 유니온으로 연결하는 연결관; 상기 이웃하는 집열판의 변부에 지지편과 패킹을 개재하여 고정되는 경계판; 및 상기 이웃하는 집열판의 코너에 경계판의 단부를 은폐하도록 고정되는 코너판;을 포함하여 이루어지고, 상기 연결관은 엘보우의 일단에 주름관을 구비하는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명에 따르면 상기 집열판의 지지편은 2방향으로 연장되는 구조로 프레임 상에 일체로 형성되는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명에 따르면 상기 연결관은 엘보우의 일단에 주름관을 더 구비하는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명에 따르면 상기 경계판은 양측으로 형성되는 연장편을 개재하여 지지편과 결합되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 변형예로서, 상기 경계판은 길이 방향으로 주름판을 더 구비하는 것을 특징으로 한다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 벽체나 지붕에 대형 규격의 집열기를 설치시에 열팽창과 수축에 대응한 방수성을 유지하면서 시공과 보수시에 양호한 접근성을 보장하여 작업 시간과 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 대형 집열기의 설치 상태를 나타내는 모식도
도 2는 본 발명에 따른 대형 집열기의 도관 연결을 나타내는 평면 구성도
도 3은 본 발명에 따른 경계판을 설치한 상태를 나타내는 구성도
도 4는 도 3에 따른 경계판의 변형예를 나타내는 단면 구성도
도 5는 본 발명에 따른 코너판을 설치한 상태를 나타내는 구성도

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 건축물(10)의 외부에 인접하도록 설치되어 열매체를 순환하는 대형 집열기에 관련된다. 통상 가로 5m, 세로 2m 내외의 대형 집열기(집열판)의 경우 건축물(10)의 벽체(12) 또는 지붕(14)에 대한 설치 수량의 감소에 의하여 열매체 순환을 위한 배관 연결부가 줄어들어 상대적으로 미려한 외관을 유지하므로 건축물(10)에 대한 마감재의 역할을 기대할 수 있다. 다만, 벽체(12) 또는 지붕(14)과 집열기 사이의 설치간격(틈새)을 최소화해야 하는 점에서 방수성과 함께 시공 및 보수의 용이성이 확보되어야 한다.

본 발명에 따르면 프레임(22) 상에 지지편(24)을 지니는 집열판(20)이 배면으로 도관(26)의 단부를 배치한 구조이다. 집열판(20)은 프레임(22)의 외부에 강화유리(21)가 설치되고 내부에 다수의 지관을 도관(26)으로 연결한 구조를 지닌다. 프레임(22)은 강화유리(21)와 백커버(도시 생략)을 지지하는 구조로서 알루미늄 합금으로 압출 성형된 제품을 사용한다. 지지편(24)은 후술하는 경계판(41)을 고정하는 부분으로서 인접하는 집열판(20)의 사이를 기밀되도록 은폐한다. 다수의 지관과 연통되는 도관(26)의 단부는 집열판(20)의 배면으로 인출하여 후술하는 연결관(30)으로 배관연결되도록 한다. 이는 다수의 집열판(20)을 인접하도록 배열할 때 그 틈새를 최소로 하기 위함이다. 집열판(20) 간의 틈새가 넓어지게 되면 미관을 해치므로 건축물(10)의 마감재로서의 기능이 약화된다.

이때, 상기 집열판(20)의 지지편(24)은 2방향으로 연장되는 구조로 프레임(22) 상에 일체로 형성되는 것이 좋다. 도 3을 기준으로 할 때 지지편(24)은 수직편과 수평편으로 구분되고 프레임(22)과 함께 일체로 압출 성형된다. 지지편(24)의 수직편 단부에는 후술하는 패킹(48)이 설치되고, 지지편(24)의 수평편에는 후술하는 경계판(41)과 결합을 위한 피스가 체결된다.

또, 본 발명에 따르면 상기 이웃하는 집열판(20)의 도관(26)의 단부를 유니온너트(32), 엘보우(33), 유니온(34)으로 구성되는 연결관(30)으로 연결한다. 도 2에서, 유니온너트(32)는 내면에 나선을 구비하면서 일면에 단턱을 구비하고 도관(26)에 맞물린다. 엘보우(33)는 일단에 걸림턱을 구비하여 유니온너트(32)와 맞물리고 타단에 나선을 구비하여 유니온(34)과 맞물린다. 유니온(34)은 일단과 타단의 내면에 각각 왼나선과 오른나선을 구비하여 일측으로 돌리면 양측의 엘보우(33)를 동시에 결합하거나 해체할 수 있다. 이와 같이 연결관(30)에 엘보우(33)를 사용하면 도관(26)을 연결하는 높이를 최소로 할 수 있어 집열판(20)과 건축물(10)의 틈새를 줄일 수 있는 동시에, 좁은 틈새(공간)에서 열매체 순환을 위한 도관(26)을 연결하는 시공과 보수의 용이성도 확보할 수 있다.

이때, 상기 연결관(30)은 엘보우(33)의 일단에 주름관(36)을 더 구비하는 것이 좋다. 대형의 집열판(20)은 하절기와 동절기를 거치는 동안 상대적으로 큰 팽창과 수축을 보인다. 엘보우(33)의 일단에 주름관(36)을 연결하는 구성에 의하면 집열판(20)의 팽창과 수축에 의한 배관 균열을 방지할 수 있다. 물론 이 경우 엘보우(33)의 일단에 나선을 결합하여 유니온(34)에 의한 연결을 가능하게 한다.

또, 본 발명에 따르면 상기 이웃하는 집열판(20)의 변부에 경계판(41)이 지지편(24)과 패킹(48)을 개재하여 고정된다. 경계판(41)은 프레임(22)과 마찬가지로 알루미늄 합금에 의한 압출 성형으로 형성되지만 반드시 이에 국한되는 것은 아니며 강판, 동판, 합성수지판 등의 다양한 소재를 사용할 수도 있다. 경계판(41)을 지지편(24)에 결합할 때 패킹(48)을 개재하여 건축물(10)의 벽체(12)와 지붕(14)에 대한 방수성을 향상한다.

이때, 상기 경계판(41)은 양측으로 형성되는 연장편(42)을 개재하여 지지편(24)과 결합되는 것이 좋다. 경계판(41)의 양측으로 날개 형태로 절곡시킨 연장편(42)을 일체로 형성한 구조이다. 이와 같은 경계판(41)을 집열판(20)의 프레임(22)에서 지지편(24)의 수평편과 대향시킨 후에 피스(또는 볼트)를 고정하면 설치와 해체가 용이하다.

한편, 도 4에서, 본 발명의 변형예로서 상기 경계판(41)은 길이 방향으로 주름판(43)을 더 구비하는 것도 가능하다. 경계판(41)의 길이 방향으로 형성되는 주름판(43)은 대형 집열판(20)의 팽창과 수축에 따른 열변형을 허용하면서 건축물(10)에 대한 방수성을 유지하는데 유리하다.

또, 본 발명에 따르면 상기 이웃하는 집열판(20)의 코너에 코너판(45)이 경계판(41)의 단부를 은폐하도록 고정된다. 4매 이상의 집열판(20)을 인접하여 배치하는 경우 코너에서 경계판(41)들이 합류하므로 상호 간섭되지 않도록 단부를 절단하고 코너판(45)을 사용하여 은폐한다. 도 5(a)에서, 코너판(45)은 십자형의 형태를 이루며, 소재는 신축성과 내후성이 좋은 고무나 수지재를 사용한다. 도 5(b)에서, 코너판(45)의 저면에는 경계판(41)의 단부를 감싸도록 연장편(46)을 형성하여 코너부의 방수성을 유지한다.

시공에 있어서, 설정된 다수의 집열판(20)을 건축물(10)의 벽체(12) 또는 지붕(14)에 고정한 다음, 연결관(30)을 이용하여 각각의 도관(26)을 배관연결하고, 프레임(22)의 지지편(24)에 패킹(48)을 상치하고 경계판(41)을 올려 피스로 고정하고, 4개의 집열판(20)이 교차하는 코너부에서 코너판(45)을 경계판(41)들의 단부에 끼워 결합한다. 물론, 경계판(41)과 코너판(45)의 결합에 있어서 실리콘과 같은 접착제를 부가적으로 사용할 수도 있다.

보수에 있어서, 만일 어느 하나의 집열판(20)을 교체하거나 도관(26)의 단부를 점검하는 경우 경계판(41)와 코너판(45)을 분리한 다음 공구를 이용하여 연결관(30)의 유니온(34)을 돌리면 배관연결의 해체가 용이하고 신속하다.

본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.

10: 건축물 20: 집열판
21: 강화유리 22: 프레임
24: 지지편 26: 도관
30: 연결관 32: 유니온너트
33: 엘보우 34: 유니온
36: 주름관 41: 경계판
42: 연장편 43: 주름판
45: 코너판 46: 연장편
48: 패킹

Claims

건축물(10)의 외부에 인접하도록 설치되어 열매체를 순환하는 대형 집열기에 있어서:
배면으로 도관(26)의 단부를 배치하고, 프레임(22) 상에 지지편(24)을 지니는 집열판(20);
상기 이웃하는 집열판(20)의 도관(26)의 단부를 유니온너트(32), 엘보우(33) 및 유니온(34)으로 연결하는 연결관(30);
상기 이웃하는 집열판(20)의 변부에 지지편(24)과 패킹(48)을 개재하여 고정되는 경계판(41); 및
상기 이웃하는 집열판(20)의 코너에 경계판(41)의 단부를 은폐하도록 고정되는 코너판(45);을 포함하여 이루어지고,
상기 연결관(30)은 엘보우(33)의 일단에 주름관(36)을 구비하는 것을 특징으로 하는 대형 집열기의 연결부 마감 구조.
제1항에 있어서,
상기 집열판(20)의 지지편(24)은 2방향으로 연장되는 구조로 프레임(22) 상에 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 대형 집열기의 연결부 마감 구조.
삭제
제1항에 있어서,
상기 경계판(41)은 양측으로 형성되는 연장편(42)을 개재하여 지지편(24)과 결합되는 것을 특징으로 하는 대형 집열기의 연결부 마감 구조.
제1항에 있어서,
상기 경계판(41)은 길이 방향으로 주름판(43)을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 대형 집열기의 연결부 마감 구조.