KR102072975B1 - 분해조립이 용이하고 단열기밀이 우수한 빌딩일체형 태양광 발전 창호시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 분해조립이 용이하고 단열기밀이 우수한 빌딩일체형 태양광 발전 창호시스템에 관한 것으로, 그 목적은 태양광 패널이 견고하게 지지되고, 광범위한 틸팅각의 조절에 의해 시야확보가 이루어지며, 건물외부에서의 태양광 패널 교체작업이 용이하게 이루어질 수 있는 분해조립이 용이하고 단열기밀이 우수한 빌딩일체형 태양광 발전 창호시스템을 제공하는 것이다.
본 발명은 수직프로파일과 수직단열파일에 의해 수직지지프레임이 연결되고, 수평프로파일과 수평단열파일에 의해 수평지지프레임이 연결되며, 복수의 수직지지프레임을 관통하여 수평지지프레임과 평행되어지도록 설치된 내측회전축에 태양광 패널의 상측이 회전가능하도록 걸림결합되되,
상기 태양광 패널은 수평지지프레임과 수직지지프레임 사이에 매트릭스 형태로 배열설치되어, 태양광 패널의 지지력 향상, 외부요인으로부터의 결합안정성 확보, 내측회전축을 중심으로 하는 태양광 패널의 틸팅각 조절에 의해 태양전지의 발전효율을 향상 및, 이중 커튼월 구조에 의한 단열, 방음 성능이 향상되어지도록 구성되어 있다.

Description

분해조립이 용이하고 단열기밀이 우수한 빌딩일체형 태양광 발전 창호시스템{Solar photovoltaic window system easy to disassemble and assemble}
본 발명은 분해조립이 용이하고 단열기밀이 우수한 빌딩일체형 태양광 발전 창호시스템에 관한 것으로, 건물의 외부에서 태양광 패널의 분해 및 조립이 이루어지고, 태양광 패널의 90°내외의 틸팅이 이루어지도록 하되, 주간에는 발전효율 및 시야확보가 용이하게 이루어지고, 야간에는 이중창호 기능을 하여, 단열을 확보할 수 있는 분해조립이 용이하고 단열기밀이 우수한 빌딩일체형 태양광 발전 창호시스템에 관한 것이다.
일반적으로 인류사회의 발전과 더불어 석유, 석탄, 가스 등과 같은 화석연료가 에너지원으로 많이 사용되고 있으나, 최근 환경오염 및 화석연료의 고갈 등에 대한 문제점으로 인하여 신·재생에너지의 필요성이 점차 커지고 있다.
최근에는 주택, 아피트, 빌딩의 건축물에 채광, 환기 등을 목적으로 설치되어지는 창호 시스템에 태양에너지를 이용하여 전력을 생산할 수 있는 태양광 패널이 설치되어지고 있다.
그러나 채광 및 환기를 위하여 설치된 창호시스템에 태양광 패널이 설치될 경우, 실외공기의 실내유입 및, 실내공기의 실외배출에 의한 환기가 이루어질 수 없게 될 뿐 아니라, 설치된 태양광 패널로 인해 실내에서의 시야(조망권) 확보 및 태양 빛의 실내 유입이 이루어지지 않아, 쾌적한 실내생활이 이루어질 수 없는 문제점이 있었다.
또한, 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여, 실외측에 설치된 태양광 패널의 틸팅각도가 조절되어지도록 구성된 것들도 있으나, 종래에 사용되어지는 태양광패널은 그 구조적 한계, 창호시스팀과의 간섭 및, 바람 등의 외부요인으로부터 고하중의 태양광 패널이 이탈되어지는 것을 방지하기 위하여, 태양을 추종할 정도의 틸팅각 즉, 30°∼60°내외로 틸팅되어지도록 되어 있어, 환기 및 시야확보에 어려움이 발생되었다.
또한, 틸팅각도 조절이 이루어지는 종래의 태양광패널을 구비하는 창호시스템은 태양광 패널의 틸팅각도를 조절하기 위한 회전수단이 매우 복잡하도록 되어 있어, 태양광 패널에 이상이 발생될 경우, 이에 대한 교체설치에 많은 어려움이 발생되었다. 특히, 건축물의 외부에 수 많은 태양광 패널이 설치되는 건물 일체화(BIPV)시스템의 경우, 이상이 발생된 일부 태양광 패널의 교체에 많은 작업시간이 소요될 뿐 아니라, 보수비용이 증대되어지는 문제점이 있었다.
또한, 종래의 태양광 패널을 구비한 창호시스템, 특히, 커튼월(CURTAIN WALL) 방식으로 이루어진 건물은 태양광 패널을 틸팅시키는 구동수단이 대부분 실외측에 위치하도록 설치되어 있어, 구동부에 이상이 발생될 경우, 실내에서의 점검 및 유지보수가 이루어질 수 없는 여러가지 문제점이 있었다.
등록특허공보 등록번호 10-0796245(2008.01.14) 공개특허공보 공개번호 10-2013-0006927(2013.01.18) 등록특허공보 등록번호 10-1027773(2011.03.31) 등록특허공보 등록번호 10-0909893(2009.07.22)
본 발명의 목적은 태양광 패널이 견고하게 지지되고, 건물외부에서의 태양광 패널 교체작업이 용이하게 이루어지며, 광범위한 틸팅각의 조절에 의해 발전효율 향상 및 시야확보가 이루어질 뿐 아니라, 이중창호 구조에 의한 외부환경요건의 실내 유입이 차단되어 단열, 방음 성능이 향상된 분해조립이 용이하고 단열기밀이 우수한 빌딩일체형 태양광 발전 창호시스템을 제공하는 것이다.
본 발명은 수직프로파일과 수직단열파일에 의해 수직지지프레임이 연결되고, 수평프로파일과 수평단열파일에 의해 수평지지프레임이 연결되며, 복수의 수직지지프레임을 관통하여 수평지지프레임과 평행되어지도록 설치된 내측회전축에 태양광 패널의 상측이 회전가능하도록 걸림결합되되,
상기 태양광 패널은 수평지지프레임과 수직지지프레임 사이에 매트릭스 형태로 배열설치되어, 태양광 패널의 지지력 향상, 외부요인으로부터의 결합안정성 확보, 내측회전축을 중심으로 하는 태양광 패널의 틸팅각 조절에 의해 태양전지의 발전효율을 향상 및, 이중창호 구조(이중 커튼월 구조)에 의한 외부환경요건의 실내유입차단을 통해, 단열, 방음 성능이 향상되어지도록 구성되어 있다.
본 발명은 태양광 패널의 틸팅각도가 조절되어지므로 태양광 발전 효율이 증대되고, 개스킷 또는 열교차단재 및 단열 및 차수재를 매개로하여 수직지지프레임과 수평지지프레임에 밀착설치된 태양광 패널에 의한 이중창호 기능에 의해 건물의 단열 및 소음차단성을 향상되어지는 효과가 있다.
본 발명은 수직지지프레임에 내측회전축이 설치되고, 상기 내측회전측에 외측회전축이 설치되며, 상기 외측회전축에 태양광 패널이 연결설치되는 이중결합구조에 의해 태양광 패널이 회전되어지도록 되어 있어, 구동부에 의한 태양광 패널의 안정적인 틸팅각도 조절이 이루어지는 효과가 있다.
본 발명은 내/외측회전축으로 이루어진 이중결합구조에 태양광 패널이 걸림결합되어지도록 되어 있어, 태양광 패널의 하중이 내/외측회전축을 통해 분산되므로, 태양광 패널이 고하중을 구비하더라도 안정적으로 설치되는 효과가 있다.
본 발명은 내측회전축을 중심으로 하여 태양광 패널의 틸팅이 이루어지도록 되어 있어, 구동부에 의해 태양광 패널이 약 90° 내외의 광범위한 틸팅각도를 구비할 수 있으며, 이로 인해 태양발전효율이 증대될 뿐 아니라, 유리창을 통한 시야의 확보가 용이하게 이루어질 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 태양광 패널이, 수평지지프레임 및 수직지지프레임과 개스킷 또는 열교차단재를 매개로하여 접촉되어지도록 되어 있어, 태양전지 패널의 개폐(틸팅)작동에 따른 충격 완충 및, 태양광 패널의 접촉에 따른 소음저감되어지는 효과가 있다.
본 발명은 건물내에 위치하도록 구동부가 설치되어 있어, 수려한 외관을 구비할 뿐 아니라, 내부에서 구동부에 대한 교체수리가 이루어질 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 유리창이 부분개방형(또는 개폐형)으로 이루어질 경우, 태양광 패널의 틸팅각을 조절한 후, 유리창을 개방하여 실내에 대한 환기를 할 수 있으므로, 태양광 발전이 이루어지면서도 쾌적한 실내환경이 조성될 수 있는 등 많은 효과가 있다.
도 1 은 본 발명에 따른 구성을 보인 예시도
도 2 는 본 발명에 따른 구성을 보인 일측면 예시도
도 3 은 본 발명의 설치상태를 보인 예시도
도 4 는 본 발명의 수직지지프레임을 기준으로 하는 결합관계를 보인 예시도
도 5 는 본 발명의 수직지지프레임을 기준으로 하는 결합관계를 보인 또다른 예시도
도 6 은 본 발명에 따른 수직지지프레임의 구성을 보인 예시도
도 7 은 본 발명의 수평지지프레임을 기준으로 하는 결합관계를 보인 예시도
도 8 은 도 7 의 결합관계에 의한 태양광 패널의 틸팅상태를 보인 예시도
도 9 는 본 발명의 수평지지프레임을 기준으로 하는 결합관계를 보인 예시도
도 10은 본 발명에 따른 수평지지프레임의 구성을 보인 예시도
도 11은 본 발명에 따른 유리창 구조를 보인 예시도
도 12는 본 발명에 따른 외측회전축의 구성을 보인 예시도
도 13은 본 발명에 따른 태양광패널의 상측프레임 구성을 보인 예시도
도 14는 본 발명에 따른 태양광패널의 하측프레임 구성을 보인 예시도
도 15는 본 발명에 따른 태양광패널의 측면프레임 구성을 보인 예시도
도 16은 본 발명에 따른 구동부 설치상태를 보인 예시도
도 17은 본 발명에 따른 태양광 패널의 분리과정을 보인 예시도
도 18은 본 발명에 따른 태양광 패널의 분리과정을 보인 또다른 예시도
도 1 은 본 발명에 따른 구성을 보인 예시도를, 도 2 는 본 발명에 따른 구성을 보인 일측면 예시도를, 도 3 은 본 발명의 설치상태를 보인 예시도를, 도 4 는 본 발명의 수직지지프레임을 기준으로 하는 결합관계를 보인 예시도를, 도 5 는 본 발명의 수직지지프레임을 기준으로 하는 결합관계를 보인 또다른 예시도를, 도 6 은 본 발명에 따른 수직지지프레임의 구성을 보인 예시도를, 도 7 은 본 발명의 수평지지프레임을 기준으로 하는 결합관계를 보인 예시도를, 도 8 은 도 7 의 결합관계에 의한 태양광 패널의 틸팅상태를 보인 예시도를, 도 9 는 본 발명의 수평지지프레임을 기준으로 하는 결합관계를 보인 예시도를, 도 10 은 본 발명에 따른 수평지지프레임의 구성을 보인 예시도를, 도 11 은 본 발명에 따른 유리창 구조를 보인 예시도를, 도 12 는 본 발명에 따른 외측회전축의 구성을 보인 예시도를, 도 13 은 본 발명에 따른 태양광패널의 상측프레임 구성을 보인 예시도를, 도 14 는 본 발명에 따른 태양광패널의 하측프레임 구성을 보인 예시도를, 도 15 는 본 발명에 따른 태양광패널의 측면프레임 구성을 보인 예시도를, 도 16 은 본 발명에 따른 구동부 설치상태를 보인 예시도를, 도 17 은 본 발명에 따른 태양광 패널의 분리과정을 보인 예시도를, 도 18 은 본 발명에 따른 태양광 패널의 분리과정을 보인 또다른 예시도를 도시한 것으로,
본 발명은 수직프로파일과 수직단열파일에 의해 수직지지프레임이 연결되고, 수평프로파일과 수평단열파일에 의해 수평지지프레임이 연결되며, 복수의 수직지지프레임을 관통하여 수평지지프레임과 평행되어지도록 설치된 내측회전축에 태양광 패널의 상측이 회전가능하도록 걸림결합되되,
상기 태양광 패널은 수평지지프레임과 수직지지프레임 사이에 개스킷 또는 열교차단재 및 단열 및 차수재를 매개로하여 매트릭스 형태로 배열설치되어, 태양광 패널의 지지력 향상, 외부요인으로부터의 결합안정성 확보, 내측회전축을 중심으로 하는 태양광 패널의 틸팅각 조절에 의해 태양전지의 발전효율을 향상 및, 이중창호 구조에 의한 외부환경요건의 실내유입차단을 통해, 단열, 방음 성능이 향상되어지도록 구성되어 있다.
이하, 본 발명을 첨부된 도면에 연계하여 상세히 설명한다.
도 1 은 본 발명에 따른 구성을 보인 예시도를, 도 2 는 본 발명에 따른 구성을 보인 일측면 예시도를, 도 3 은 본 발명의 설치상태를 보인 예시도를, 도 4 는 본 발명의 수직지지프레임을 기준으로 하는 결합관계를 보인 예시도를, 도 5 는 본 발명의 수직지지프레임을 기준으로 하는 결합관계를 보인 또다른 예시도를, 도 6 은 본 발명에 따른 수직지지프레임의 구성을 보인 예시도를, 도 7 은 본 발명의 수평지지프레임을 기준으로 하는 결합관계를 보인 예시도를, 도 8 은 도 7 의 결합관계에 의한 태양광 패널의 틸팅상태를 보인 예시도를, 도 9 는 본 발명의 수평지지프레임을 기준으로 하는 결합관계를 보인 예시도를, 도 10 은 본 발명에 따른 수평지지프레임의 구성을 보인 예시도를, 도 11 은 본 발명에 따른 유리창 구조를 보인 예시도를, 도 12 는 본 발명에 따른 외측회전축의 구성을 보인 예시도를, 도 13 은 본 발명에 따른 태양광패널의 상측프레임 구성을 보인 예시도를, 도 14 는 본 발명에 따른 태양광패널의 하측프레임 구성을 보인 예시도를, 도 15 는 본 발명에 따른 태양광패널의 측면프레임 구성을 보인 예시도를, 도 16 은 본 발명에 따른 구동부 설치상태를 보인 예시도를. 도 17 은 본 발명에 따른 태양광 패널의 분리과정을 보인 예시도를, 도 18 은 본 발명에 따른 태양광 패널의 분리과정을 보인 또다른 예시도를 도시한 것으로,
본 발명은 격자형태로 배열설치된 수직프로파일(11)과 수평프로파일(12)로 이루어진 프로파일(10); 실외측에 위치하도록 수직프로파일(11)과 수직단열파일(13)에 의해 연결설치되는 수직지지프레임(20); 실외측에 위치하도록 수평프로파일(12)과 수평단열파일(14)에 의해 연결설치되는 수평지지프레임(30); 수직지지프레임(20)과 수직단열파일(13), 수평지지프레임(30)과 수평단열파일(14)에 고정설치되는 유리창(40); 수평지지프레임(30)으로부터 실외측방향(A)으로 소정거리 이격되어 위치하도록 다수의 수직지지프레임(20)을 관통하여 수평설치되는 내측회전축(50); 내측회전축(50)이 삽입관통되어지고, 일측 수직지지프레임(20a)과 이에 인접한 또다른 수직지지프레임(20b) 사이에 위치하도록 설치되고 상측에 길이방향으로 걸림턱부(62)가 돌출형성된 외측회전축(60); 외측회전축(60)의 걸림턱부(62)에 상측이 탈착가능하도록 걸림결합되어 외측회전축(60)을 중심으로 회전작동되는 태양광 패널(70);을 포함하여, 태양광 패널의 결합지지력이 향상되고, 태양광 패널의 틸팅각도 및 회전성이 향상되어지도록 되어 있다.
상기 프로파일(10)은 도 1 내지 도 3 에 도시된 바와 같이, 수직방향으로 서로 평행되어지도록 소정간격을 두고 배열설치되는 복수의 수직프로파일(11)과, 복수의 수직지지프레임(11)에 교차되어지도록 수평방향으로 소정간경을 두고 서로 평행하게 배열설치되는 복수의 수직프로파일(12)을 포함한다.
즉, 상기 프로파일(10)은 볼트/너트등의 체결수단에 의해 수직프로파일(11)과 수평프로파일(12)이 상호 결합되어, 일체화된 격자형상(바둑판형상)으로 이루어질 수 있다.
상기 수직프로파일(11)에는 수직단열프레임(13)이 결합되어지는 수직결합홈(11a)이 길이방향으로 각각 형성되어 있으며, 상기 수평프로파일(12)에는 수평단열프레임(14)이 결합되어지는 수평결합홈(12a)이 길이방향으로 형성되어 있다.
또한, 수평프로파일(12)의 내부공간(15)에는 내측회전축(50)을 중심으로 태양광 패널(70)을 회전시켜 태양광 패널(70)의 틸팅각도를 조절하는 구동부(80)가 삽입설치되어 있다.
상기 수직지지프레임(20)은 수직단열파일(13)에 의해 수직프로파일(11)과 연결설치되어 있으며, 유리창(40) 및 내측회전축(50)을 지지하는 기능을 구비한다.
상기 수직지지프레임(20)은 도 4 내지 도 6 에 도시된 바와 같이, 수직단열파일(13)이 연결설치되는 결합패널(21)과, 결합패널(21)에서 실외측방향(A)으로 길이방향을 따라 돌출형성되어 내측회전축(50)이 관통설치되는 수직패널(22)과, 결합패널(21)로부터 소정거리 이격되어 수직패널(22)과 직교되도록 수직패널(22)의 양측에 길이방향으로 돌출형성된 지지패널(23)을 포함한다.
상기 결합패널(21)은 수직단열파일(13)에 의해 수직프로파일(11)과 연결되어 있으며, 수직단열파일(13)이 결합되어지는 수직결합홈(21a)이 형성되어 있다.
상기 수직패널(22)은 결합패널(21)의 길이방향으로 또한, 실외측방향(A)으로 위치하도록, 결합패널(21)에서 일체로 돌출형성되어 있으며, 내측회전축(50)이 삽입관통되면서 지지되는 관통홀(22a)이 형성되어 있다.
상기 지지패널(23)은 수직패널(22)과 교차되어지도록 수직패널(22)의 양측으로 소정길이를 구비하며 돌출형성되어 있으며, 개스킷 또는 열교차단재(91)가 결합되어지는 설치홈(23a)이 실외측방향(A)에 위치하도록 각각 형성되어 있다.
즉, 상기 수직패널(22)과 지지패널(23)은, 수직패널(22)을 중심으로 지지패널(23)이 상호대칭되어지도록 '＋' 형상의 평면구조로 형성되어 있으며, 상기 지지패널(23)은 수직패널의 관통홀(22a)과 결합패널(21) 사이에 위치하도록 수직패널(22)의 일측에 일체로 돌출형성되어 있다.
상기 수평지지프레임(30)은 도 7 내지 도 10 에 도시된 바와 같이, 수평단열파일(14)에 의해 수평프로파일(12)에 연결되어지는 후단면(32)과, 태양광 패널(70)이 접촉지지되어지는 전단면(31)과, 전단면(31)과 후단면(32)을 연결하는 상/하단면(33,34)을 포함하고, 전/후단면(31,32)과 상/하단면(33,34)에 의해 내부에 공간부(30a)가 형성된 중공구조로 이루어져 있다.
상기 후단면(32)은, 수평프로파일(12)과의 연결을 위하여 수평단열파일(14)이 결합되어지는 수평결합홈(32a)이 형성되어 있다.
또한, 상기 후단면(32)은 구동부의 체인블록이 관통경유되어지는 제1관통홀(30b)이 형성되어 있다.
상기 전단면(31)은, 태양광 패널(70)이 밀착접촉되어지는 것으로, 수평지지프레임(30)을 기준으로 상측에 위치하도록 설치된 태양광 패널(이하 '상측 태양광 패널'이라 칭함,70a)의 하측이 개스킷 또는 열교차단재(92)를 매개로 하여 접촉지지되고 상기 태양광 패널의 하측에 위치하는 또다른 태양광 패널(이하 '하측 태양광 패널'이라 칭함,70b)의 상측이 개스킷 또는 열교차단재(93)를 매개로하여 접촉지지되도록 형성되어 있다.
이때, 상기 전단면(31)의 상단(35) 및 하단(36)에는 개스킷 또는 열교차단재(92,93)가 설치되는 상/하단홈(37,38)이 형성되어 있다.
또한, 상기 전단면(31)은 하측 태양광 패널(70b)이 내측회전축(50)을 중심으로 90°내외의 회전이 이루어지도록 상/하단홈(37,38) 사이가 실내측방향(B)으로 오목하도록 형성되어, 내측회전축(50)과의 사이에 충분한 회전공간(90)이 이루어지도록 형성되어 있다.
일 예로, 상기 전단면(31)은 상/하단홈(37,38)이 구비된 상단(35) 및 하단(36)이 돌출형성되어지도록 형성되어 상단(35)과 하단(36) 사이에 실내측방향(B)으로 오목한 회전공간(90)이 이루어지도록 형성될 수 있다.
이때, 돌출형성된 전단면의 하단(36)은 외측회전축(60)의 일측이 접촉되어, 태양광 패널(70)의 회전범위가 제한되어지도록 하는 스토퍼 기능을 더 구비한다.
또한, 상기 수평지지프레임(30)은, 상/하측 태양광 패널(70a,70b) 사이에 위치되어지도록 전단면(31)에 실외측방향(A)으로 돌출형성된 중간지지면(39)을 더 구비할 수 있다.
상기 중간지지면(39)은 단열성 및 기밀성을 더욱 향상시키기 위한 것으로, 상측 태양광 패널(70)의 하단 및, 하측 태양광 패널(70b)의 상단과, 단열 및 차수재(94)를 매개로하여 접촉지지되어지도록 되어 있다.
상기 단열 및 차수재(94)는 모헤어 또는 고무와 같은 연성의 재질로 이루어진 것이 사용되어질 수 있으며, 그 설치위치가 한정되어지는 것은 아니나, 도면에 도시된 바와 같이, 상측 태양광 패널(70a)의 하단 및, 중간지지면(39)에 위치하도록 각각 설치되어지는 것이 바람직하다.
상기 개스킷 또는 열교차단재(91,92,93)는 단열성과 차수성을 부여하기 위하여 설치되는 것으로, 소정의 탄성력을 구비하는 합성수지재로 이루어져 있다.
상기 개스킷 또는 열교차단재(91,92,93)는 면접촉에 의해 수밀성, 단열성 및 차수성이 유지되어질 수 있는 공지의 것이 사용되어지므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
상기 수직단열파일(13)과 수평단열파일(14)은, 실외측에서 실내측의 프로파일(10)로 전달되는 냉기와 열기를 차단하고, 수직지지프레임(20)과 수평지지프레임(30)을 지지하는 기능을 구비한다.
상기 수직단열파일(13)은 도 4 에 도시된 바와 같이, 양단이 수직프로파일(11)과 수직지지프레임(20)에 구비된 수직결합홈(11a,21a)에 길이방향으로 끼워져 설치되고, 수평단열파일(14)은 도 9 에 도시된 바와 같이, 양단이 수평프로파일(12)과 수평지지프레임(30)에 구비된 수평결합홈(12a,32a)에 길이방향으로 끼워져 설치된다.
이와 같은 수직/수평 단열파일(13,14)은 절연체로 폴리스틸렌(polystyren), 폴리아마이드(polyamide) 등의 합성수지에 의해 압출 성형된 것이 사용되어질 수 있다.
상기 유리창(40)은 단일 또는 이중창구조로 이루어져 있으며, 개방이 이루어지지 않는 폐쇄형으로 이루어지거나, 일부가 개방되어지는 부분개방형으로 이루어질 수 있다.
상기 유리창(40)을 폐쇄형 유리창(40a)을 기준으로 설명하면, 상기 유리창(40,40a)은 수직/수평프로파일(11,12)과 수직/수평지지프레임(20,30) 사이에 위치하고, 상/하단이 수평프로파일(12)과 수평지지프레임(30) 사이의 틈에 패킹 및 실리콘의 주입충전에 의해 고정되며, 양측단이 수직프로파일(11)과 수직지지프레임(20) 사이의 틈에 패킹 및 실리콘의 주입충전에 의해 고정된다. 상기 패팅 및 실리콘의 주입충전에 의해 유리창을 고정하는 것은 공지의 기술이므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
본 발명의 도면에는 대부분 폐쇄형 이중창 구조가 도시되어 있으나, 도 11 에는 상측에 폐쇄형 유리창(40a)을 구비하고, 하측에 부분개방형 유리창(40b)을 구비하는 유리창이 도시되어 있으며, 이와 같이 부분개방형 유리창(40b)을 구비할 경우, 유리창의 개폐가 이루어질 수 있는 별도의 창호프레임(40c)이 더 연결설치될 수 있다.
상기 내측회전축(50)은 도 1 내지 도 3, 도 7 내지 도 9 에 도시된 바와 같이, 원형파이프 형상으로 이루어져 있으며, 복수의 수직지지프레임(20)에 관통되어 연결설치되어 있다. 즉, 상기 내측회전축(50)은 수직지지프레임의 수직패널(22)에 형성된 관통홀(22a)을 따라 수평지지프레임(30)과 평행하도록 또한, 수평지지프레임에서 실외측방향(A)에 위치하도록 설치되어 있다.
상기 외측회전축(60)은 일측 수직지지프레임(20a)과 이에 인접한 또다른 수직지지프레임(20b) 사이에 위치하도록 설치되어 있다.
상기 외측회전축(60)은, 도 1 내지 도 3, 도 7 내지 도 9 및, 도 12 에 도시된 바와 같이,
내측회전축(50)과 이중축 구조를 구비하도록 설치되는 원형파이프 형상으로 이루어진 회전축부(61)와, 상기 회전축부(61)의 상측에 길이방향으로 돌출형성된 걸림턱부(62)를 포함한다.
상기 걸림턱부(62)는 그 형상이 특별히 한정되어지는 것은 아니나, 태양광 패널(70)의 상측이 면접촉되어 지지될 수 있도록, 중공구조의 사각통 형상 또는, 후면(62a,실내측방향에 위치하는 일측면)이 하향 경사진 사다리꼴 사각통 형상으로 형성되어질 수 있다.
상기 태양광 패널(70)은 도 3 에 도시된 바와 같이, 태양전지판(72)과, 상기 태양전지판(72)이 고정설치되고, 상단이 외측회전축(60)에 연결설치되는 회전프레임(71)을 포함하되,
상기 회전프레임(71)은 외측회전축(60)에 연결되고 태양전지판(72)의 상단이 고정설치되는 상측프레임(73)과, 상측프레임(73)과 소정거리 이격되어 위치하고 태양전지판(72)의 하단이 고정설치되는 하측프레임(74)과, 상측프레임(73)과 하측프레임(74)을 연결하고 태양전지판(72)의 양측단이 고정설치되는 측면프레임(75)을 포함한다.
상기 상측프레임(73)은, 도 13 에 도시된 바와 같이, 외측회전축의 걸림턱부(62)가 끼움결합되어지는 결합홈(76d)이 형성된 상단걸림대(76)와, 상단걸림대(76)와 일체로 형성되고 외측회전축(60)을 감싸도록 형성된 중단회전대(77)와, 외측회전축(60)의 하측에 위치하도록 중단회전지지대(77)와 일체로 형성되고 수평지지프레임(30)과 가스켓 또는 열교차단재(93)를 매개로 하여 접촉되며 태양전지판(70)이 고정설치되는 하단지지대(78)를 포함하도록 되어 있다.
즉, 상기 상측프레임(73)은, 외측회전축의 걸림턱부(62)가 상단걸림대의 결합홈(76d)내로 끼움결합되어지고, 하단지지대(78)에 태양전지판(72)이 고정설치되며, 상단걸림대(76)와 하단지지대(78)를 연결하는 중단회전대(77)가 외측회전축(60)을 감싸며 접촉되어지도록 형성되어질 수 있다.
상기 상단걸림대(76)는 중단회전대(77)에 연결되어지는 전방걸림대(76a)와, 걸림턱부(62)에 면접촉되어 지지되도록 전방걸림대(76a)에서 절곡형성된 상방걸림대(76b)와, 상방걸림대(76b)에서 하향 절곡형성되어 걸럼턱부(62)에 걸림작동되는 후방걸림대(76c)와, 전방걸림대(76a)와 상단걸림대(76b) 및 후방걸림대(76c)에 의해 형성된 결합홈(76d)을 포함하되,
상기 결합홈의 폭(Ｗ1)은 걸림턱부의 폭(Ｗ2)보다 1∼2㎜ 정도의 여유폭(Ｗ2)을 구비하도록 형성되고, 후방걸림대의 내측길이(Ｌ1)는 결합홈의 여유폭(Ｗ2)에 대하여, 1.3∼1.5 배 더 크도록 형성되어 있다. 이때, 상기 후방걸림대의 내측길이(Ｌ1)는 걸림턱부에 접촉되어 걸림작동되어지는 후방걸림대의 길이를 의미한다.
상기와 같이 구성된 상단걸림대(76)는, 하향개방된 형태의 결합홈(76d)을 구비한 고리구조로 이루어져 있으며, 결합홈(76d)내로 걸림턱부(62)가 삽입결합될 시, 외측회전축의 걸림턱부(62)에 상단걸림대(76b)가 면접촉되어 지지되고, 전방걸림대(76a) 또는 후방걸림대(76b)가 걸림턱부(62)에 면접촉지지된다.
또한, 상기 상단걸림대(76)의 전방걸림대(76a)와 상단걸림대(76b) 및 후방걸림대(76c)가 반드시 구분되어 이루어지는 것이 아니라, 걸림턱부(62)의 형상에 대응되어지도록 형성된다. 일 예로, 상기 상단걸림대(76)는 걸림턱부(62)가 터널타입 또는 아치타입의 중공구조로 이루어져 있을 경우, 걸림턱부(62)의 삽입이 이루어지는 결합홈(76d)을 구비하고, 걸림턱부(62)의 일측에 상단걸림대(76)의 끝단이 걸림작동되어지도록 곡선을 구비하며 일체로 형성되어질 수 있다.
또한, 상기 상단걸림대(76)는 외측회전축의 걸림턱부(62)에 전방걸림대(76a)가 피스(또는 나사볼트)고정되어 지지력 및 결합력이 더욱 향상되어지도록 되어 있다.
또한, 상기 결합홈의 폭(Ｗ1)과 후방걸림대의 내측길이(Ｌ1)는 내측회전축(50)을 힌지축으로 하는 태양전지 패널(70)의 회전 용이성, 태양전지 패널(70)의 하중분산성 및, 태양전지 패널(70)의 분해조립성을 향상시키기 위한 것으로, 이에 대한 설명은 후술되어지는 태양전지 패널의 교체에서 상세히 설명한다.
상기 하단지지대(78)는, 태양전지판(72)이 고정설치되는 고정판(78a)과, 고정판(78a)과 중단회전대(77)에 일체로 연결설치되고 개스킷 또는 열교차단재(93)를 매개로 하여 수평지지프레임에 밀착접촉되는 고정본체(78b)를 포함한다. 이때, 상기 고정본체(78b)는 단열성을 구비하도록 중공구조로 이루어져 있다.
상기 중단회전대(77)는, 상단걸림대(76)와 하단지지대(78)를 연결하는 것으로, 외측회전축(60)을 감싸도록 곡면으로 이루어져 있으며, 상단걸림대(76)가 걸림턱부(62)에 피스(또는 나사볼트)고정될 시, 외측회전축(60)의 외면에 밀착지지된다.
상기 하측프레임(74)은, 도 14 에 도시된 바와 같이, 개스킷 또는 열차단재(92)를 매개로 하여 수평지지프레임과 접촉되는 상단본체(74a)와, 상단본체(74a)와 일체로 형성되어지고 하측에 단열 및 차수재(95)가 설치된 하단본체(74b)와, 상단본체(74a)와의 사이에 태양전지판(72)의 일측이 삽입되어지는 삽입홈(74e)이 형성되어지도록 하단본체(74b)에서 상향돌출형성된 고정판(74c)과, 상기 하단본체(74b)에서 소정길이를 구비하며 하향 돌출되어지도록 형성된 외측가림판(74d)을 포함한다.
이와 같이 구성된 하측프레임(74)은 고정판(74c)과 삽입홈(74e)에 의해 태양전지판(72)의 하단이 삽입고정되고, 다단으로 연결설치된 상/하단본체(74a,74b)에 의해 단열성이 향상되어지도록 되어 있다. 특히, 상기 상/하단본체(74a,74b)가 중공구조를 구비하도록 각각 형성될 경우, 단열성이 더욱 향상되어지게 된다.
또한, 상기 하단본체(74b)에 설치되어지는 단열 및 차수재(95)는 수평지지프레임의 중간지지면(39)에 접촉되어져, 상측 태양광 패널(70a)과, 하측 태양광 패널(70b) 사이로 바람 등의 외부요인이 유입되어지는 것을 방지하게 된다.
또한, 수평지지프레임의 중간지지면(39)에 설치된 단열 및 차수재(94)는, 하측 태양광 패널의 상단프레임 즉, 상단프레임의 상방걸림대에 접촉되어져, 중간지지면과 하측 태양과패널 사이로 바람 등의 외부요인이 유입되어지는 것을 방지하게 된다.
상기 측면프레임(75)은 도 15 에 도시된 바와 같이, 수직지지프레임과 개스킷 또는 열차단재(91)를 매개로 하여 밀착접촉되는 측면본체(75a)와, 측면본체(75a)의 일측에 일체로 돌출형성된 외측고정판(75b)과, 외측고정판(75b)과의 사이에 태양전지판이 삽입되어지는 삽입홈(75d)이 형성되어지도록 측면본체(75a)에서 돌출형성된 내측고정판(75c)을 포함하도록 구성될 수 있다.
이와 같이, 상기 측면프레임(75)은, 측면본체(75a)가 수직지지프레임의 지지패널(23)과 개스킷 또는 열교차단재(91)를 매개로하여 밀착접촉되어지므로, 바람등의 외부요인이 유입되어지는 것이 방지된다.
또한, 상기 측면프레임(75)은 측면본체(75a) 일측이 단열 및 차수재(96)을 매개로하여 수직지지프레임의 수직패널에 접촉되어져, 수직지지프레임과 태양광 패널의 측면프레임 사이로 바람 등의 외부요인이 유입되어지는 것을 방지하게 된다.
상기 태양전지판(72)은, 태양광을 이용하여 전기를 생산하는 기능 및, 상기 태양광이 건물 내부로 입사되는 것을 차단하는 차양막 기능을 제공하며, 도 5 및 도 7 에 도시된 바와 같이, 회전프레임 즉, 측면프레임 및 하단프레임의 삽입홈(75d,74e)내로 삽입되어 지지되고, 상측프레임의 하단지지대(78)와, 하측프레임의 고정판(74c) 및, 측면프레임의 고정판(75c)에 피스(또는 나사볼트)고정된다. 이와 같은 태양전지판은 공지의 것이 사용되어지므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
상기 구동부(80)는 태양광 패널(70)의 틸팅각도를 조절하는 것으로, 일예로 도 2 및 도 16 에 도시된 바와 같이, 수평프로파일의 내부공간(15)에 설치되는 액츄에이터(81)와, 상기 액츄에이터(81)와 태양광 패널의 하측프레임(74)에 연결설치되는 체인블록(82)을 포함하도록 구성될 수 있다.
이때, 상기 체인블록(82)은 수평프로파일(12), 수평단열파일(14)간의 사이공간(16) 및, 수평지지프레임의 공간부(30a)을 관통 경유하여 태양광 패널의 하측프레임(74)에 연결되어지며, 상기 수평프로파일(12)과 수평지지프레임(30)에는 각각 체인블록(82)이 관통경유되어지는 경유홀(17) 및 제1,2관통홀(30b,30c)이 형성되어 있다.
이와 같이 구성된 구동부(80)는 액츄에이터(81)의 작동에 의해 체인블록(82)의 풀림/감김이 조절되고, 상기 체인블록(82)의 풀림/감김 조절에 의해 태양광 패널(70)의 틸팅각도(회전각도)가 조절되어지게 된다. 이와 같은 구동부의 구성 및 작동은 공지의 기술이므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
또한, 상기 구동부(80)는 액츄에이터와 체인블록으로 그 구성이 한정되어지는 것이 아니라, 실린더 등과 같이 태양광 패널을 틸팅시킬 수 있는 공지의 구동부가 설치되어질 수 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명은 설치된 태양광 패널의 일부에 이상이 발생될 경우, 건물 외부에서 손쉽게 해당 태양광 패널만을 분리하여 교체조립할 수 있다.
도 17 및 도 18 은 패양광 패널의 분리과정을 도시한 것으로, 본 발명은 태양광 패널의 상단프레임이 외측회전축의 걸림턱부에 걸림결합되어지도록 되어 있어, 외측회전축과 연결된 피스(상단프레임과 외측회전축에 연결된 피스)의 제거 및 구동부와의 연결이 분리될 경우, 외측회전축으로부터 태양광 패널의 분리가 이루어지게 된다.
즉, 구동부가 분리되어지고, 피스(또는 나사볼트)가 제거(또는 미설치)된 상태에서 외측회전축을 중심으로 태양광 패널을 회전시키게 되면,
태양광 패널의 회전력에 의해 상단프레임의 후방걸림대 끝단이 걸림턱부에 접촉되어지면서 걸림턱부에 접촉되어진 후방걸림대 끝단을 중심으로 회전이 이루어지게 된다.
이때, 상단프레임의 결합홈 폭(Ｗ1)이 걸림턱부의 폭(Ｗ2)보다 1∼2㎜ 정도의 여유폭(Ｗ2)을 구비하도록 형성되어 있어, 걸림턱부와 상단걸림대, 외측회전축와 중단걸림대 사이에 전체적으로 1∼2㎜ 정도의 여유폭(Ｗ2)이 형성되어지게 되므로, 후방걸림대 끝단을 중심으로 하는 태양광 패널의 회전이 이루어지게 되며, 태양광 패널의 회전이 이루어진 상태에서 태양광 패널을 회전공간방향으로 밀게 될 경우, 외측회전축의 걸림턱부에서 태양광 패널의 상단프레임이 분리되어지게 된다.
이와 같은 태양광 패널의 분리는 태양광 패널이 유리창에 평행한 상태에서도 이루어질 수 있으나, 태양광 패널의 하중 및 분리성을 고려할 경우, 태양광 패널이 유리창에 대하여 예각의 경사각(θ), 바람직하게는 약 20°∼60°의 경사각(θ)을 구비한 상태에서 이루어지는 것이 더욱 용이하다.
또한, 외측회전축에 대한 태양광 패널의 결합은 상기 태양광 패널의 분리작업순서에 역순으로 이루어지므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위내에 있게 된다.
(10) : 프로파일 (11) : 수직프로파일
(11a) : 수직결합홈 (12) : 수평프로파일
(12a) : 수직결합홈 (13) : 수직단열파일
(14) : 수평단열파일 (15) : 내부공간
(16) : 사이공간 (20) : 수직지지프레임
(20a,20b): 수직지지프레임 (21) : 결합패널
(21a) : 수직결합홈 (22) : 수직패널
(22a) : 관통홀 (23) : 지지패널
(23a) : 설치홈 (30) : 수평지지프레임
(30a) : 공간부 (30b) : 제1관통홀
(30c) : 제2관통홀 (31) : 전단면
(32) : 후단면 (32a) : 수평결합홈
(33) : 상단면 (34) : 하단면
(35) : 상단 (36) : 하단
(37) : 상단홈
(38) : 하단홈 (39) : 중간지지면
(40) : 유리창 (40a) : 폐쇄형 유리창
(40b) : 개방형 유리창 (50) : 내측회전축
(60) : 외측회전축 (61) : 회전축부
(62) : 걸림턱부 (62a) : 후면
(70) : 태양광 패널 (70a) : 상측 태양광 패널
(70b) : 하측 태양광 패널 (71) : 회전프레임
(72) : 태양전지판 (73) : 상측프레임
(74) : 하측프레임 (74a) : 상단본체
(74b) : 하단본체 (74c) : 고정판
(74d) : 외측가림판 (74e) : 삽입홈
(75) : 측면프레임 (75a) : 내측본체
(75b) : 외측본체 (75c) : 고정판
(75d) : 삽입홈 (76) : 상단걸림대
(76a) : 전방걸림대 (76b) : 상단걸림대
(76c) : 후방걸림대 (76d) : 결합홈
(77) : 중단회전대 (78) : 하단지지대
(78a) : 고정판 (78b) : 고정본체
(80) : 구동부 (90) : 회전공간
(91,92,93): 개스킷 또는 열교차단재
(94,95,96): 단열 및 차수재
(100): 태양광 발전 창호시스템

Claims (7)

  1. 격자형태로 배열설치된 수직프로파일과 수평프로파일로 이루어진 프로파일;
    실외측에 위치하도록 수직프로파일과 수직단열파일에 의해 연결설치되는 수직지지프레임;
    실외측에 위치하도록 수평프로파일과 수평단열파일에 의해 연결설치되는 수평지지프레임;
    수직지지프레임과 수직단열파일, 수평지지프레임과 수평단열파일에 고정설치되는 유리창;
    수평지지프레임으로부터 실외측방향(A)으로 소정거리 이격되어 위치하도록 다수의 수직지지프레임을 관통하여 수평설치되는 내측회전축;
    내측회전축이 삽입관통되어지고, 일측 수직지지프레임과 이에 인접한 또다른 수직지지프레임 사이에 위치하도록 설치되고 상측에 길이방향으로 걸림턱부가 돌출형성된 외측회전축;
    외측회전축의 걸림턱부에 상측이 탈착가능하도록 걸림결합되어 외측회전축을 중심으로 회전작동되고, 수평/수직지지프레임과 개스킷 또는 열교차단재, 단열 및 차수재를 매개로 하여 연결설치되는 태양광 패널;을 포함하되,
    태양광 패널은, 태양전지판과, 상기 태양전지판이 고정설치되고 외측회전축에 연결설치되는 상측프레임이 구비된 회전프레임을 포함하고,
    상기 상측프레임은, 외측회전축의 걸림턱부가 끼움결합되어지는 결합홈이 형성된 상단걸림대와, 상단걸림대와 일체로 형성되고 외측회전축을 감싸도록 형성된 중단회전대와, 외측회전축의 하측에 위치하도록 중단회전지지대와 일체로 형성되고 수평지지프레임과 가스켓 또는 열교차단재를 매개로 하여 접촉되며 태양전지판이 고정설치되는 하단지지대를 포함하는 것을 특징으로 하는 빌딩일체형 태양광 발전 창호시스템.
  2. 청구항 1 에 있어서;
    수평프로파일은 내부공간내에, 내측회전축을 중심으로 태양광 패널을 회전시켜 태양광 패널의 틸팅각도를 조절하는 구동부가 삽입설치된 것을 특징으로 하는 빌딩일체형 태양광 발전 창호시스템.
  3. 청구항 1 에 있어서;
    수직지지프레임은,
    수직단열파일이 연결설치되는 결합패널과, 결합패널에서 실외측방향(A)으로 길이방향을 따라 돌출형성되어 내측회전축이 관통설치되는 수직패널과, 결합패널로부터 소정거리 이격되어 수직패널과 직교되도록 수직패널의 양측에 길이방향으로 돌출형성된 지지패널을 포함하는 것을 특징으로 하는 빌딩일체형 태양광 발전 창호시스템.
  4. 청구항 1 에 있어서;
    수평지지프레임은,
    수평단열파일 의해 수평프로파일에 연결되어지는 후단면과, 태양광 패널이 접촉지지되어지는 전단면과, 전단면과 후단면을 연결하는 상/하단면을 포함하고, 전/후단면과 상/하단면에 의해 내부에 공간부가 형성된 중공구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 빌딩일체형 태양광 발전 창호시스템.
  5. 청구항 4 에 있어서;
    전단면은 상단홈과 하단홈 사이에 실내측방향(B)으로 회전공간이 구비되어지도록 형성되어, 내측회전축을 중심으로 하측 태양광 패널이 90°내외의 회전이 이루어지도록 구성된 것을 특징으로 하는 빌딩일체형 태양광 발전 창호시스템.
  6. 삭제
  7. 청구항 1 에 있어서;
    회전프레임은, 외측회전축에 연결되고 태양전지판의 상단이 고정설치되는 상측프레임과, 상측프레임과 소정거리 이격되어 위치하고 태양전지판의 하단이 고정설치되는 하측프레임과, 상측프레임과 하측프레임을 연결하고 태양전지판의 양측단이 고정설치되는 측면프레임을 포함하되,
    상기 하측프레임은, 개스킷 또는 열차단재를 매개로 하여 수평지지프레임과 접촉되는 상단본체와, 상단본체와 일체로 형성되어지고 하측에 단열 및 차수재가 설치된 하단본체와, 상단본체와의 사이에 태양전지판의 일측이 삽입되어지는 삽입홈이 형성되어지도록 하단본체에서 상향돌출형성된 고정판과, 상기 하단본체에서 소정길이를 구비하며 하향 돌출되어지도록 형성된 외측가림판을 포함하고,
    상기 측면프레임은, 수직지지프레임과 개스킷 또는 열차단재를 매개로 하여 밀착접촉되는 내측본체와, 내측본체와 일체로 형성되어지는 외측본체와, 내측본체와의 사이에 태양전지판이 삽입되어지는 삽입홈이 형성되어지도록 외측본체에서 돌출형성된 고정판을 포함하는 것을 특징으로 하는 빌딩일체형 태양광 발전 창호시스템.
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