KR20130006927A - 건물일체형 태양광발전 창호 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 창호 프레임, 창호 프레임에 각각 회전 가능하도록 설치되어 회전방향에 따라 여닫히고 각각 태양전지를 가지는 복수의 회전창, 복수의 회전창이 연동하여 동시에 여닫히도록 연결시키는 연동기구, 연동기구에 의하여 연결된 복수의 회전창을 여닫기 위한 동력을 제공하는 구동수단을 포함하므로 위치가 시간의 경과에 따라 변화하는 태양을 간단한 방식으로 추적하면서 태양광발전을 할 수 있는 건물일체형 태양광발전(BIPV, building integrated photovoltaic) 창호 시스템을 제공한다.

Description

건물일체형 태양광발전 창호 시스템{BIPV Window System}

본 발명은 태양전지를 가지는 한편 개방각도를 조절할 수 있는 복수 개의 회전창을 포함하는 BIPV(building integrated photovoltaic, 건물일체형 태양광발전) 창호 시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 건물의 벽에는 채광, 환기 등을 목적으로 창호 시스템이 설치된다. 창호 시스템은 다양한 종류가 있으나, 최근에 들어서는 태양광선의 빛에너지를 전기에너지로 바꾸는 태양전지가 적용된 BIPV 창호 시스템이 다른 종류의 창호보다 큰 주목을 받고 있다.

BIPV 창호 시스템의 태양전지에 의한 태양광발전 효율을 높이기 위해서는 태양전지가 태양과 정면으로 마주하고 있어야 한다. 그렇지만, 이전까지의 BIPV 창호 시스템들을 살펴보면 위치가 시간의 경과에 따라 변화하는 태양을 간단한 방식으로 추적하면서 태양광발전을 할 수 없었다.

본 발명은 회전창을 복수 개 갖추되, 이 회전창에 태양전지를 설치함으로써, 시간에 따라 변화하는 태양의 위치에 따라 태양전지의 각도를 변경할 수 있는 건물일체형 태양광발전 창호 시스템을 제공하는 데 있다.

본 발명이 해결하려는 과제는 위의 과제에 제한되지 않고, 언급되지 않은 기타의 과제들은 당업자(본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자)라면 아래의 기재로부터 명확하게 이해할 수 있을 것이다.

본 발명의 실시예에 따르면, 건물의 벽에 설치된 창호 프레임과; 상기 창호 프레임에 각각 회전 가능하도록 설치되어 회전방향에 따라 여닫히고, 각각 태양전지를 가지는 복수의 회전창과; 상기 복수의 회전창이 연동하여 동시에 여닫히도록 연결시키는 연동기구와; 상기 연동기구에 의하여 연결된 복수의 회전창을 여닫기 위한 동력을 제공하는 구동수단을 포함하는 창호 시스템이 제공된다.

상기 연동기구는, 상기 회전창에 각각 장착되어 이 회전창과 함께 회전하는 크랭크 암과; 상기 크랭크 암을 연결하는 커넥팅 링크를 포함할 수 있다.

상기 복수의 회전창은 상하방향으로 배열되는 한편 상하로 회전되고, 상기 커넥팅 링크는 상기 창호 프레임에 상하이동 가능하도록 장착되며, 상기 크랭크 암에는 좌우방향으로 관통된 슬롯이 각각 마련되고, 상기 커넥팅 링크에는 상기 크랭크 암의 슬롯에 각각 삽입되는 연결 핀이 마련되며, 상기 구동수단은 상기 커넥팅 링크를 승강시킬 수 있다.

이와 같은 본 발명의 실시예에 따른 창호 시스템은 상기 커네팅 링크에 상하방향으로 마련된 래크 및 이 래크와 맞물린 피니언을 더 포함하고, 상기 구동수단은 상기 피니언을 회전시키는 모터일 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 창호 시스템은, 양쪽 중 한쪽은 상기 회전창에 각각 상하회전 가능하게 연결되고 양쪽 중 다른 쪽에는 상기 커넥팅 링크의 연결 핀이 각각 삽입되는 슬롯이 마련된 보조링크를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 창호 시스템은 또, 상기 창호 프레임에 설치된 내측창을 더 포함하여 상기 회전창이 외측창으로서 기능을 함에 따라 이중창을 구조를 가질 수 있다.

본 발명은 그 구동수단을 작동시키면 태양전지를 가지는 복수의 회전창이 연동기구에 의하여 동시에 여닫히면서 태양전지의 각도가 변경되기 때문에, 태양전지의 각도를 태양의 위치에 따라 적절히 변경하여 태양광발전 효율을 높일 수 있다.

도 1과 도 2는 본 발명에 따른 창호 시스템이 도시된 단면도로, 도 1은 회전창이 닫힌 상태를 나타내고, 도 2는 회전창이 열린 상태를 나타낸다.
도 3은 도 1, 도 2에 도시된 연동기구 및 그 주변의 구성을 나타내는 사시도이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다. 참고로, 본 발명을 설명함에 있어, 참조하는 도면에 도시된 구성요소의 크기, 선의 두께 등은 이해의 편의상 다소 과장되게 표현되어 있을 수 있다. 또, 본 발명의 설명에 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의한 것이므로 사용자, 운용자 의도, 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 이 용어에 대한 정의는 본 명세서의 전반에 걸친 내용을 토대로 내리는 것이 마땅하겠다.

본 발명에 따른 건물일체형 태양광발전(BIPV) 창호 시스템이 도 1 내지 도 3에 도시되어 있다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명은 창호 프레임(1), 이 창호 프레임(1)에 각각 설치된 내측창(2)과 외측창(3)을 포함하여 이중창의 구조를 가지는 창호 시스템이다.

창호 프레임(1)은 건물의 벽에 설치된다. 창호 프레임(1)의 설치위치는 실시조건 등에 따라 변경될 수 있다. 창호 프레임(1)은 두 가로프레임 및 이 두 가로프레임의 양단에 각각 연결된 두 세로프레임으로 구성되어 사각의 구조를 가진다.

두 창(2,3) 중 상대적으로 내측에 위치하는 내측창(2)은 개폐가 불가능한 타입일 수도 있고 그렇지 않은 타입일 수도 있다.

두 창(2,3) 중 상대적으로 외측에 위치하는 외측창(3)은 개폐가 가능한 복수의 회전창(32)을 포함한다. 이 복수의 회전창(32)은 상하방향으로 서로 이격되도록 일정한 간격을 두고 배치되는 한편, 각각 상단 측을 중심으로 상하회전이 가능하도록 장착된다. 회전창(32)의 회전운동을 위하여, 회전창(32)의 좌우에는 각각 축 부재(322)가 마련된다.

도 1, 2에서 도면부호 34는 외측창(3)을 구성하는 고정창이다. 고정창(34)과 회전창(32)은 상하방향으로 교호하도록 배치된다. 이 같이 배치된 회전창(32)과 고정창(34)은 그 프레임의 지지를 받는 판유리의 외표면에 각각 태양광선의 빛에너지를 전기에너지로 바꾸는 태양전지(4)가 설치된다.

본 발명에 따른 BIPV 창호 시스템은 회전창(32)의 여닫힘이 동시에 이루어지게 하는 연동기구(5)를 더 포함한다. 연동기구(5)는 크랭크 암(crank arm)(52), 커넥팅 링크(connecting link)(54) 및 보조링크(56)를 포함하는데, 이들 중에서 크랭크 암(52)과 보조링크(56)는 회전창(32)과 동일 개수가 구비된다.

크랭크 암(52)의 한쪽은 회전창(32)의 두 축 부재(322) 중 어느 하나에 각각 고정되어, 크랭크 암(52)은 회전창(32)과 함께 회전된다. 크랭크 암(52)은 그 다른 쪽이 내측창(2) 측을 향하도록 형성된다.

커넥팅 링크(54)는 크랭크 암(52)을 서로 연결시키는 것으로, 크랭크 암(52)의 다른 쪽에는 좌우방향으로 관통된 구조의 슬롯(slot)(522)이 각각 마련되고, 커넥팅 링크(54)에는 이 크랭크 암(52)의 슬롯(522)에 각각 삽입되는 연결 핀(542)이 마련된다.

커넥팅 링크(54)는 가이드(58)에 의하여 창호 프레임(1)의 두 세로프레임 중 근접한 것에 상하이동 가능하도록 장착된다.

보조링크(56)는, 그 한쪽은 크랭크 암(52)의 하측에서 회전창(32)에 각각 회전 가능하도록 연결되고, 그 다른 쪽에는 연결 핀(542)이 삽입되는 슬롯(562)이 마련된다.

본 발명에 따른 BIPV 창호 시스템은 구동수단인 모터(6) 및 이 모터(6)의 동력을 상하이동 가능한 커넥팅 링크(54)에 전달하여 이 커넥팅 링크(54)를 승강시키는 동력전달기구(7)를 더 포함한다.

동력전달기구(7)는 커넥팅 링크(54)에 상하방향으로 마련된 래크(rack)(72), 이 래크(72)와 맞물린 피니언(pinion)(74)을 포함한다. 피니언(74)은 모터(6)에 의하여 양방향으로 회전(정,역회전)된다.

설명한 바와 같이 구성되는 본 발명은 모터(6)를 작동시키면 모터(6)의 모터 축에 장착된 피니언(74)이 회전되고 피니언(74)과 맞물린 래크(72)가 피니언(74)의 회전방향에 따라 상승 또는 하강되면서 래크(72)가 마련된 커넥팅 링크(54)가 래크(72)와 동일방향으로 승강된다.

이와 같이 커넥팅 링크(54)가 승강되면, 슬롯(522)과 연결 핀(542)에 의하여 커넥팅 링크(54)와 연결된 각 크랭크 암(52)이 회전되면서 크랭크 암(52)이 고정된 회전창(32) 또한 동일방향으로 회전된다. 이 때, 복수 개의 회전창(32)은 회전방향에 따라 동시에 열리거나 닫힌다.

커넥팅 링크(54)의 승강거리를 조절하면 회전창(32)이 완전히 열리거나 닫히지 않고 부분적으로 개방된 상태를 유지할 수 있는바, 이렇게 회전창(32)의 개방각도를 조절하면 회전창(32)에 설치된 태양전지(4)가 태양과 정면으로 마주하도록 위치시킬 수 있다. 즉, 위치가 시간의 경과에 따라 변화하는 태양을 간단한 방식으로 추적하면서 태양광발전을 할 수 있는 것이다.

이상, 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 이 명세서에 개시된 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 한정되지 않으며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 이내에서 당업자(본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자)에 의하여 다양하게 변형될 수 있다.

1 : 창호 프레임 2 : 내측창
3 : 외측창 32 : 회전창
34 : 고정창 4 : 태양전지
5 : 연동기구 52 : 크랭크 암
522 : 슬롯 54 : 커넥팅 링크
542 : 연결 핀 56 : 보조링크
562 : 슬롯 6 : 모터
7 : 동력전달기구 72 : 래크
74 : 피니언

Claims (6)

1. 창호 프레임과;
   상기 창호 프레임에 각각 회전 가능하도록 설치되어 회전방향에 따라 여닫히고, 각각 태양전지를 가지는 복수의 회전창과;
   상기 복수의 회전창이 연동하여 동시에 여닫히도록 연결시키는 연동기구와;
   상기 연동기구에 의하여 연결된 복수의 회전창을 여닫기 위한 동력을 제공하는 구동수단을 포함하는 창호 시스템.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 연동기구는,
   상기 회전창에 각각 장착되어 이 회전창과 함께 회전하는 크랭크 암과;
   상기 크랭크 암을 연결하는 커넥팅 링크를 포함하는 창호 시스템.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 복수의 회전창은 상하방향으로 배열되는 한편 상하로 회전되고,
   상기 커넥팅 링크는 상기 창호 프레임에 상하이동 가능하도록 장착되며,
   상기 크랭크 암에는 좌우방향으로 관통된 슬롯이 각각 마련되고,
   상기 커넥팅 링크에는 상기 크랭크 암의 슬롯에 각각 삽입되는 연결 핀이 마련되며,
   상기 구동수단은 상기 커넥팅 링크를 승강시키는 창호 시스템.
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 창호 시스템은 상기 커네팅 링크에 상하방향으로 마련된 래크 및 이 래크와 맞물린 피니언을 더 포함하고,
   상기 구동수단은 상기 피니언을 회전시키는 모터인 창호 시스템.
5. 청구항 3에 있어서,
   양쪽 중 한쪽은 상기 회전창에 각각 상하회전 가능하게 연결되고 양쪽 중 다른 쪽에는 상기 커넥팅 링크의 연결 핀이 각각 삽입되는 슬롯이 마련된 보조링크를 더 포함하는 창호 시스템.
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 창호 프레임에 설치된 내측창을 더 포함하여 상기 회전창이 외측창으로서 기능을 함에 따라 이중창을 구조를 가지는 창호 시스템.

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