KR101391245B1 - 지붕에 태양열 집열판 설치를 위한 지지구조 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 일정 간격을 두고 제공된 결합부에서 상부 지붕판을 하부 지붕판에 대하여 고정하도록 상기 결합부에 제공된 고정구들 및 누수 방지용 캡을 구비한 지붕에, 지붕에 태양열 집열판 설치를 위한 지지구조에 관한 것으로, 상기 지지판넬(62)은 그 일측 단부(64)가 고정구(55)에 고정되는 지붕판의 경사부 하측과 같은 윤곽을 갖는 경사면(65)과 그로부터 수직 상방의 연장부(66)로 형성된 한편, 타측 단부(67)는 고정구(57)의 측면 형상에 대응하여 서로 맞물리는 형상을 갖고, 상기 타측 단부의 수직 연장부(68)에는 인접 배치되는 다른 지지판넬의 수직 연장부와 함께 태양과 집열판을 지지하기 위한 지지부(69)가 형성되고, 상기 지지판넬(63)은 두개의 인접한 고정구(57)들 사이에 배치되는 것으로 그 양단부는 상기한 타측 단부(67)의 수직 연장부(68)와 같은 형상으로 된 수직 연장부(70)를 구비하고, 그 수직연장부(70)는 측방향으로 절곡된 지지부(71)를 구비하여 인접한 지지부(69)와 함께 태양과 집열판을 지지하도록 구성되며, 상기한 고정구(55) 위에 배치되는 상부 지붕판(51) 상면에 고정되어 집열판을 지지하는 고정구(75)가 제공된 것을 특징으로 하여 구성됨으로써, 종래 지붕 구조에 대한 큰 변경 없이도 간편하고 신속하게 태양열 집열판 지지구조를 제공할 수 있으며, 집열판 설치 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.

Description

지붕에 태양열 집열판 설치를 위한 지지구조{A SUPPORTING STRUCTURE FOR MOUNTING SOLAR HEAT COLLECTION PANELS ON A ROOF}
본 발명은 태양열 집열판을 지붕에 설치하기 위한 지지구조에 관한 것으로, 특히 판넬로 조립되는 조립식 지붕 구조를 크게 변경시키지 않고 간편하게 적용할 수 있는 태양열 집열판 지지용 집열판 고정구를 지붕에 간편하게 조립할 수 있는 개선된 지지구조에 관한 것이다.
최근에 원유가격의 상승으로 에너지 비용이 증가되고, 화석 연료의 사용에 따른 대기오염의 문제, 원자력 발전에 따른 위험 등의 문제로 인하여 자연친화적이고 운영비가 저렴한 태양열을 이용한 에너지 생산을 위한 태양열 집열판의 설치가 증가하고 있다. 그러나, 이러한 태양열 집열판 설치를 위해 기존의 지붕 구조를 변경해야 하기 때문에 초기 시설 비용이 과도한 문제가 있기 때문에 집열판 설치가 보다 용이한 지붕 구조에 대한 개선이 요망되고 있다.
또한, 태양열 집열판을 예를들어 판넬로 조립된 공장 지붕에 설치하기 위해서는 지붕에 태양열 집열판을 지지하기 위한 받침구조를 먼저 설치해야 하는데, 통상적으로 공장의 지붕은 판넬로 이루어져 집열판 지지를 위한 구조물을 설치해야 하며 이러한 이유로 태양열 집열판 설치 비용이 과도하게 증가되는 문제가 있었다.
또한, 지붕판넬에 보강부재를 설치하거나 받침부를 설치할 때, 볼트와 같은 체결수단을 사용하는 경우 체결공을 형성해야 하고 이 경우 체결부위가 노출되면 그 체결공을 통해 누수가 발생되는 문제가 있었다.
이러한 문제를 해결하기 위하여 본 출원인이 출원한 2011. 08. 12일자 실용신안등출원 제20-2011-0007329호의 "태양열 집열판 받침부 지지프레임"에서는 도 1에 도시한 바와같이, 지붕용 지지 프레임(19)에 클램핑부(23)를 갖는 지붕판(21)을 설치하도록 고정구(14,15)와 캡(22)을 구비한 기존의 지붕에 태양열 집열판 설치용 받침부를 지지하기 위한 공장 지붕의 태양열 집열판 받침부용 지지프레임을 제안하였으며, 상기 지지프레임은 상기 기존 지붕판(21)의 고정구(14,15)와 캡(22)에 별도 체결수단 없이 맞물림 결합되도록 대응된 윤곽의 형상을 하부의 내측에 구비하고, 지지판넬(101)(102)들과 함께 그 지지판넬(101)(102)들의 양단부 사이에 보강부재(103)(104)(104')에 의해 태양열 집열판 받침부(152)를 지지하도록 구성된 공장 지붕의 태양열 집열판 받침부용 지지프레임을 제안하였다.
그러나, 상기 고안에서 지붕판넬과 태양열 집열판을 지지하기 위하여 지지판넬과 보강부재들을 구비함에 따라 구조가 복잡하고 중량이 과도하게 되는 문제가 있어 구조를 보다 경량화 및 조립구조의 단순화를 통해 태양열 집열판 설치비용을 절감할 수 있는 구조개선이 요망되었다.
2011. 08. 12일자 실용신안등출원 제20-2011-0007329호
본 발명의 목적은 상기한 종래의 조립식 지붕의 구조변경을 최소화하여 그 위에 태양열 집열판을 간편하고 저렴한 비용으로 설치할 수 있도록 개선된 구조의 태양열 집열판 지지구조를 제공하는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 일정 간격을 두고 제공된 결합부에서 고정되는 상부와 하부 지붕판들과, 상기 상부 지붕판을 하부 지붕판에 대하여 고정하도록 상기 결합부에 제공된 고정구들 및 누수 방지용 캡을 구비한 지붕에, 태양열 집열판 설치를 위해 상기 상부 지붕판에 태양열 집열판 지지프레임을 구성하는 지지판넬들이 제공되어 구성된 지붕에 태양열 집열판 설치를 위한 지지구조에 있어서,
상기 지지판넬은 그 일측 단부가 지붕판 고정구에 고정되는 지붕판의 경사부 하측과 같은 윤곽을 갖는 경사면과 그로부터 수직 상방의 연장부로 형성된 한편, 타측 단부는 고정구의 측면 형상에 대응하여 서로 맞물리는 형상을 갖고 그 수직 연장부에는 인접 배치되는 다른 지지판넬의 수직 연장부와 함께 태양과 집열판을 지지하기 위한 지지부로 형성되고, 상기 지지판넬은 두개의 인접한 고정구들 사이에 배치되며 그 양단부는 상기한 타측 단부의 수직 연장부와 같은 형상으로 된 수직 연장부를 구비하고, 그 수직연장부는 측방향으로 절곡된 지지부를 구비하여 인접한 지지부와 함께 태양과 집열판을 지지하도록 구성되며, 상기한 고정구 위에 배치되는 상부 지붕판 상면에 고정되어 집열판을 지지하는 집열판 지지구가 제공되어 구성된다.
상기 집열판 지지구는 그 중앙부가 지붕판 고정구 위에서 지붕판 위에 배치되며, 상기 지지구의 양측단부 각각은 수직 상방으로 절곡되어 지지판넬의 연장부와 결합고정되는 수직연장부 및 그 수직연장부의 상단에서 측방으로 절곡되어 태양과 집열판을 지지하는 수평지지부로 구성된다.
상기 집열판 지지구의 중앙부에서 지붕과 함께 고정하도록 양측이 절곡된 결합부를 구비한 캡클립이 집열판 지지구 상측에 고정되며, 그 캡클립 위에는 볼트 체결부에서의 빗물에 의한 누수 방지를 위해 캡이 상기 캡클립의 절곡된 결합부에 맞물리게 제공된다.
본 발명에 따라 종래의 조립식 지붕판 위에 태양열 집열판 지지프레임을 구성하는 지지판넬들로서 집열판 받침부를 형성하고, 또한, 기존의 지붕판 고정구 위에 배치되는 상부 지붕판 상면에 고정되어 집열판을 지지하는 집열판 고정구가 제공되어 종래 지붕 구조에 대한 큰 변경 없이도 간편하고 신속하게 태양열 집열판 지지구조를 제공할 수 있으며, 집열판 설치 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래 지붕판 구조를 보여주는 개략적인 단면도.
도 2는 본 발명에 의한 지붕의 태양열 집열판 지지구조를 보여주는 단면도.
도 3은 도 2의 지지판넬을 보여주는 개략적인 사시도.
도 4는 도 2의 집열판 고정구에 대한 개략적인 분해도.
이하에서는 본 발명의 실시예를 도시한 첨부 도면을 참고하여 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명에 의한 태양열 집열판 설치를 위한 지지구조를 채용한 지붕의 개략적인 단면도로서, 지붕은 강판으로 된 하부 지붕판(50)과 상부 지붕판(51) 사이에 단열재(52)가 제공되어 조립된 구조로, 상기 상부와 하부의 지붕판(50,51)들은 일정 간격을 두고 형성된 결합부(53,54)에서 서로 연결 및 고정된다. 상기 결합부(53,54)에서 상부 지붕판(51)을 지붕판 고정구(55)에 스크류로 체결고정하고 캡(80)을 씌워 빗물등에 의해 녹이 슬지 않도록 보호하는 한편, 상기 캡의 측부가 그에 대응되게 형성된 상부 지붕판(51)에 성형된 클램핑부와 맞물려 고정된다. 이와같이 상부 지붕판(51)에 성형된 클램핑부가 지붕판 고정구에 별도의 체결구를 사용하지 않고 맞물림 방식으로 고정됨으로써 지붕판의 설치 작업이 매우 간편하게 수행된다. 이와 같은 상부와 하부 지붕판(50,51)들을 조립하는 조립식 지붕구조는 본 출원인의 실용신안등록 제20-0392080호에 개시되어 있으며, 참고로 본 명세서에 인용한다.
도 3에 있어서, 상부 지붕판(51)에는 태양열 집열판 지지프레임을 구성하는 지지판넬(62,63)들이 제공된다. 상기 지지판넬(62)은 그 일측 단부(64)가 지붕판 고정구(55)에 고정되는 지붕판의 경사부 하측과 같은 윤곽을 갖는 경사면(65)과 그로부터 수직 상방의 연장부(66)로 형성된 한편, 타측 단부(67)는 지붕판 고정구(57)의 측면 형상에 대응하여 서로 맞물리는 형상을 갖고, 상기 타측 단부의 수직 연장부(68)는 그 상단에 수평의 지지부(69)가 형성되어 인접 배치되는 다른 지지판넬에 형성되는 지지부와 함께 태양열 집열판을 지지하게 된다.
또한, 상기 지지판넬(63)은 두개의 인접한 지붕판 고정구(57)들 사이에 배치되는 것으로 그 양단부는 각각 상기한 타측 단부(67)의 수직 연장부(68)와 같은 형상으로 된 수직 연장부(70)를 구비하고, 그 수직연장부(70)는 측방향으로 수평 절곡된 지지부(71)를 구비하여 인접 배치된 지지판넬(62)의 지지부(69)와 함께 태양열 집열판을 지지하게 된다.
도 2와 도 4에 있어서, 상기한 지붕판 고정구(55) 위에 배치되는 상부 지붕판(51) 위에는 집열판 지지구(75)가 상부 지붕판(51)과 함께 지붕판 고정구(55)에 볼트로 체결고정되며, 상기 집열판 지지구(75)는 양측이 대칭형으로 중앙부가 지붕판 고정구(55) 위에 배치되는 지붕판 위에 얹히고 양측 단부는 지붕판 고정구(55)의 측방에 배치되는 지붕판의 경사면(72)에 접촉되는 하측방향의 경사면(76)에 이어서 수직 상방으로 절곡된 수직연장부(77) 및 그 수직연장부의 상단에서 측방으로 절곡되어 태양과 집열판을 지지하는 수평지지부(78)로 구성된다.
상기 집열판 지지구의 수직 연장부(77)는 지지판넬(62)의 일측 단부에 형성된 수직 연장부(66)와 대향되게 배치되고 볼트로 체결고정된다. 이때 체결용의 볼트는 장볼트로 집열판 고정구 양측의 수직 연장부(77)와 인접한 두개의 지지판넬(62)의 수직 연장부(66)들을 함께 체결고정하도록 사용될 수도 있다.
상기 집열판 지지구(75)의 평탄한 중앙부에서 지붕과 함께 고정하도록 양측이 절곡된 결합부를 구비한 캡클립(79)이 집열판 고정구 위에서 볼트로 체결되고, 그 캡클립(79) 위에는 볼트 체결부에서의 빗물에 의한 누수 방지를 위해 캡(80)이 상기 캡클립(79)의 절곡된 결합부에 맞물리게 된다.
상기 집열판 지지구(75)와 집열판(62,63)들의 수평의 지지부들에 의해 도 1의 태양열 집열판 받침부(152)가 지지되도록 하거나, 직접 태양열 집열판을 설치하도록 할 수도 있다.
본 발명에 의한 지붕에 태양열 집열판 설치를 위한 지지구조는 조립식 공장 지붕 구조를 크게 변경하지 않고도 태양열 집열판 받침부를 저렴하게 설치할 수 있다.
50 : 하부 지붕판 51 : 상부 지붕판
55,57 : 지붕판 고정구 62, 63 : 지지판넬
64,67 : 단부 68, 70 : 수직 연장부
75 : 집열판 지지구 77 : 수직 연장부
78 : 수평 지지부 79 : 캡클립
80 : 캡

Claims (3)

  1. 일정 간격을 두고 제공된 결합부에서 고정되는 상부와 하부 지붕판들과, 상기 상부 지붕판을 하부 지붕판에 대하여 고정하도록 상기 결합부에 제공된 고정구들 및 누수 방지용 캡을 구비한 지붕에, 태양열 집열판 설치를 위해 상기 상부 지붕판에 태양열 집열판 지지프레임을 구성하는 지지판넬들이 제공되어 구성된 지붕에 태양열 집열판 설치를 위한 지지구조에 있어서,
    상기 지지판넬(62)은 그 일측 단부(64)가 지붕판 고정구(55)에 고정되는 지붕판의 경사부 하측과 같은 윤곽을 갖는 경사면(65)과 그로부터 수직 상방의 연장부(66)로 형성된 한편, 타측 단부(67)는 지붕판 고정구(57)의 측면 형상에 대응하여 서로 맞물리는 형상을 갖고, 상기 타측 단부의 수직 연장부(68)에는 인접 배치되는 다른 지지판넬의 수직 연장부와 함께 태양열 집열판을 지지하기 위한 지지부(69)가 형성되고,
    상기 지지판넬(63)은 두개의 인접한 지붕판 고정구(57)들 사이에 배치되며, 그 양단부는 상기한 타측 단부(67)의 수직 연장부(68)와 같은 형상으로 된 수직 연장부(70)를 구비하고, 그 수직연장부(70)는 측방향으로 절곡된 지지부(71)를 구비하여 인접한 지지판넬의 지지부(69)와 함께 태양과 집열판을 지지하도록 구성되며,
    상기한 지붕판 고정구(55) 위에 배치되는 상부 지붕판(51) 상면에 고정되어 집열판을 지지하는 집열판 지지구(75)가 제공된 것을 특징으로 하는 지붕에 태양열 집열판 설치를 위한 지지구조.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 집열판 지지구(75)는 중앙부가 지붕판 고정구(55) 위에서 지붕판 위에 배치되며, 상기 집열판 고정구의 양측부 각각은 지붕판 고정구(55)의 측방에 배치되는 지붕판의 경사면(72)에 접촉되는 하측방향의 경사면(76)에 이어서 수직 상방으로 절곡되어 지지판넬(62)의 연장부(66)와 결합고정되는 수직연장부(77) 및 그 수직연장부의 상단에서 측방으로 절곡되어 태양과 집열판을 지지하는 수평지지부(78)로 구성된 것을 특징으로 하는 지붕에 태양열 집열판 설치를 위한 지지구조.
  3. 제 1항 또는 2항에 있어서, 상기 집열판 지지구(75)의 중앙부에서 지붕과 함께 고정하도록 양측이 절곡된 결합부를 구비한 캡클립(79)이 집열판 지지구 상측에 고정되며, 그 캡클립(79) 위에는 볼트 체결부에서의 빗물에 의한 누수 방지를 위해 캡(80)이 상기 캡클립(79)의 절곡된 결합부에 맞물리게 제공된 것을 특징으로 하는 지붕에 태양열 집열판 설치를 위한 지지구조.
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