KR20180108703A - 길이방향으로 조정 가능한 연결 요소를 갖는 태양열 기와 - Google Patents

Abstract

본 발명은 그 형상이 본질적으로 통상적인 루프 타일의 형상에 대응하며, 입구 라인(34) 및 출구 라인(36)을 갖고 또한 매체가 통과하는 흡수기(26)를 포함하며, 상기 흡수기는 지붕 상에 태양열 기와(20)를 장착하기 위한 베이스 타일(22) 상에 배치되는, 태양 복사로부터 열 에너지를 생산하기 위한 태양열 기와(20)로서, - 상기 입구 라인(34)은 그 자유 단부에 제1 연결 요소(38)를 포함하고, - 상기 출구 라인(36)은 그 자유 단부에 제2 연결 요소(40)를 포함하며, - 상기 2개의 라인(34, 36) 중 적어도 하나는 길이가 가변형으로 형성되고, - 상기 2개의 연결 요소(38, 40)는 서로 연결 가능하며, - 초기 상태에서, 두 연결 요소(38, 40)는 상기 태양열 기와(20)의 외측 치수 내에 배치되고, - 조립 상태에서, 상기 2개의 연결 요소(38, 40) 중 적어도 하나는 태양열 기와(20)의 외측 치수를 넘어 인출될 수 있으므로, 이는 인접한 태양열 기와(20)의 대응하는 연결 요소(38, 40)에 연결 가능한, 태양열 기와에 관한 것이다.

Description

길이방향으로 조정 가능한 연결 요소를 갖는 태양열 기와

본 발명은 태양 에너지로부터 열 에너지를 생산하는 태양열 기와(solar thermal pantile)에 관한 것으로서, 상기 태양열 기와는 본질적으로 통상적인 기와의 형상을 갖는다.

태양열 공학, 특히 온수의 공급은 태양 복사(solar radiation)의 가장 보편적인 기술이며, 태양열 수집기(solar collector)가 유체를 가열하는 데 사용되고 있다. 반면에, 상기 태양 복사는 이를 가열하기 위해 상기 수집기의 흡수기(absorber) 표면에 들어간다. 발생된 열은 유동 매체, 일반적으로 유체 또는 심지어 공기에 전달될 것이다. 태양 복사에 의해 가열된 매체는 일반적으로 순환 펌프에 의해 온수 저장 탱크를 통과하며, 상기 발생된 열은 가열된 매체(예를 들어, 캐리어 유체)로부터 열교환기를 통해 산업용수 또는 온수 저장 탱크의 식수에 전달된다. 그 동안, 상기 매체가 냉각되고, 그리고 이어서 상기 수집기에 재순환될 것이다.

유체가 매체로서 사용된다면, 혼합 부동액(antifreeze fluid)과 물이 특히 적합하다. 대안적으로, 가열-회로 물 자체는 수집기 내로 펌핑될 수 있고, 그리고 그 내부에서 가열될 수 있다. 이런 경우에도, 식수는 상기 열교환기를 통해 최대로 가열된다.

태양열 수집기를 부착하기 위해 지붕 표면의 활용이 널리 퍼졌다. 상업적으로 이용 가능한 태양열 수집기, 평면 수집기(flat collector), 또는 심지어 진공관 수집기는 이 외에도 일반적으로 이미 완성된 지붕에도 적용된다. 루핑 시트(roof sheet)를 통해 지붕 지지 구조체 상에 장착되도록 체결 요소(fastening element)가 종종 요구되며, 방풍성이도록, 그리고 바람직하게 내식성이도록 체결이 요구된다. 통상적인 루핑 시트를 천공할 때, 필연적으로 밀봉 및 후속의 긴밀성(tightness)이라는 문제가 발생할 것이다. 더욱이, 지붕 하중의 증가가 발생하여, 종종 지붕 트러스에 보강이 필요한 것으로 나타난다. 더욱이, 이러한 태양열 수집기는 지붕의 광학적 외관과 부정적으로 간섭한다.

대안적으로, 태양열 기와가 알려져 있으며, 이들은 일반적으로 사용되는 기와, 루프 타일(roof tile), 또는 루핑 석재물(roofing stone article) 대신에 사용되고 있다. 또한, 태양열 기와는 태양 에너지를 수용하기 위한 흡수기를 포함하며, 이에 따라 가열되는 매체, 바람직하게는 유체가 이를 통과한다. 이런 방식으로, 조립된 태양열 수집기의 전술한 단점들이 대부분 회피될 것이지만, 그러나 상업적으로 이용 가능한 루프 타일로 덮이는 통상적인 지붕에 비해, 이러한 태양열 기와의 설치는 힘이 들며, 그리고 비교적 어렵다. 특히 본질적인 문제는 개별 태양열 기와를 연결할 때의 상당한 설치 노력이다. 관통 매체는, 적절히 긴밀한 연결을 요구하면서, 하나의 태양열 기와로부터 다음 태양열 기와로 전달될 것이 요구된다. 따라서 시간 및 조립 작업에 소요되는 비용이 상당히 더 높다.

예를 들어, 이러한 태양열 기와 및 그 조립은 DE 10 2011 055 904 A1호 및 DE 20 2013 002 407 U1호에 기재되어 있다. 이에 기재된 바와 같은 루프 타일의 조립은, 특히 지지 구조체에 대한 추가적인 부품 및 수정이 요구될 때, 복잡하고 어렵다.

또한, DE 30 36 897 A1호 및 US 2008/0283044 A1호는 태양 에너지를 생산하기 위한 지붕 피복 요소를 기재하고 있다. 여기서, 지붕에 대한 전제 조건, 특히 지붕의 길이 및 폭 치수에 대한 적응이 매우 어렵다는 것도 사실이다. 첫 번째 언급된 문서에 따르면, 예를 들어 지붕 피복 요소의 사용은 피팅 차이(fitting difference)를 보상하기 위해 밀봉 재료 또는 밴드(band)의 사용을 요구하고 있다. 두 번째 언급된 문서에 기재된 태양열 수집기는, 일반적인 기와와는 광학적으로 상당히 상이하다.

본 발명의 목적은 그 생산, 조립, 및 유지 보수가 가능한 한 간단하고 저렴한 태양열 기와를 제공하는 것이다. 이와 관련하여, 일반적인 루프 타일에 의한 지붕 피복 과정과는 가능한 한 상이함이 적은 장착 과정이 기본적이다. 따라서 본 발명에 따른 태양열 기와를 사용하게 하는, 에너지 변환을 위한 전체 시스템은 영구적이고 신뢰성 있는 방식으로 작동될 것으로 기대된다.

상기 목적은 청구항 1의 특징을 갖는 태양열 기와에 의해 해결될 것이다.

따라서 본 발명에 따른 태양열 기와는, 상부측 상에 배치되고 그리고 매체가 통과되며, 입구 라인 및 출구 라인을 갖는 흡수기를 포함하며, 상기 흡수기는 베이스 타일(base tile) 상에 배치된다. 상기 베이스 타일은 태양열 기와를 지붕에 고정하기 위한 것이다.

본 발명에 따른 태양열 기와의 형상은 본질적으로 통상적인 루프 타일의 형상에 대응하므로, 지붕 또는 주택의 외관은 태양열 기와의 사용에 의해 각각 거의 변하지 않을 것이다. 이와 관련하여, 루프 타일의 의미는 루프 타일, 루핑 석재, 또는 루핑 슁글(roofing shingle)과 같은 지붕 피복 요소와 동의어로서 이해되어야 하며, 또한 본 발명을 루프 타일로 제한하는 것을 의미하지 않는다.

이하에 있어서, 유체는 매체로서 동작하는 것으로 간주되어야 하며, 여기서 기체형 매체, 예를 들어 공기가 고려될 수도 있다. 상기 입구 라인은 그 자유 단부에 제1 연결 요소를 갖고, 상기 출구 라인은 그 자유 단부에 유체-매체 연통으로 상호 연결 가능한 제2 연결 요소를 갖는다. 본질적인 것은, 상기 두 라인이 길이 가변형으로서 실현된다는 점이다. 이런 방식으로, 제1 초기 상태에서는 두 연결 요소가 상기 태양열 기와의 외측 치수 내에 배치될 수 있고, 조립 상태에서는 상기 연결 요소가 그 길이-변경 가능한 라인으로 인해 팽창될 수 있어서, 이것이 상기 태양열 기와의 외측 치수를 지나 돌출하게 된다. 이와 관련하여, 외측 치수 또는 전체 치수의 의미는, 공통의 직사각형 태양열 기와에서 2개의 길이방향 측부 및 2개의 횡방향 측부에 의해 결정되는 평탄 연장 시 또는 수평 연장 시, 각각 태양열 기와의 전체 치수와 관련된다. 이와 관련하여, 수평 및 수직의 의미는 수평면 상에 접하는 태양열 기와에 관한 것이므로, 그 주요한 연장은 수평면으로 연장된다.

적어도 하나의 길이-변경 가능한 라인의 이점은, 루핑 과정 중 상이한 타일들이 보상될 수 있다는 점이다. 루프 타일의 가변형 중첩은 상이한 루프 배튼(roof batten) 오차로부터 발생하며, 이는 다시 지붕 길이의 변화[거터 보드(gutter board)로부터 크레스트(crest)까지]가 실현될 때, 루프 타일의 정수값(integer number)으로 인해 발생한다.

기본적으로, 본 발명에 따라, 입구 라인 또는 출구 라인 또는 심지어 두 라인 모두는 길이가 변할 수 있는 것으로 형성될 수 있으며, 특히 유리한 실시예에 있어서, 본 발명에 따라, 상기 출구 라인은 길이가 변할 수 있는 것으로 형성된다. 이하에서는, 본 발명이 그 실시예에 대해 예시될 것이지만, 그러나 이는 다양한 가능성 중의 하나에 불과하다.

상기 출구 라인에 연결된 제2 연결 요소는, 베이스 타일에서 인출 방향으로 연장되는 길이방향 홈에 바람직하게 안내된다. 다른 한편으로, 상기 입구 라인 및 제1 연결 요소는 태양열 기와의 외측 치수 내에 국부적으로 고정되어 배치된다.

이는 본 발명에 따른 태양열 기와가 그 초기 상태에서 태양열 이용이 없는 상업적으로 이용 가능한 루프 타일과 동일한 치수를 갖는다는 것을 의미한다. 그러나 조립 상태에서, 상기 제2 연결 요소는 태양열 기와의 외측 치수를 넘어 인출될 수 있으며, 또한 인접한 태양열 기와의 제1 연결 요소에 연결될 수 있다. 연결된 태양열 기와 모두는 서로를 향해 연속적으로 이동될 수 있으며, 여기서 상기 출구 라인은, 상기 2개의 연결 요소가 상부의 태양열 기와의 아래에 배치되도록, 즉 이들이 더 이상 보이지 않게 배치되도록, 일부 경우에 2개의 태양열 기와가 하나 위에 다른 하나가 배치될 때까지 다시 수축된다.

길이가 가변형인 입구 라인은, 루핑 중 인접한 태양열 기와 사이의 거리 이탈이 신속하게 그리고 간단히 보상됨에 따라, 지붕 상으로의 조립을 상당히 촉진시킨다.

길이가 가변형인 입구 라인의 의미는, 상기 유입 라인이 제2 연결 요소의 인출 방향에 관해 그 길이가 변하도록 이해되어야 한다. 특히 바람직한 실시예에 있어서, 상기 출구 라인은 따라서 소위 트럼펫 튜브(trumpet tube)로서 형성될 수 있으며, 서로에 대해 밀봉되는 상이한 직경의 2개의 튜브 부분은 서로의 내부로 미끄러질 수 있다. 대안적으로, 그 절대 길이가 일정하게 유지되는 출구 라인이 사용될 수도 있지만, 그러나 이는 기하학적 설정의 변화로 인해 인출 방향으로 길이의 증가를 허용한다. 예를 들어, 이는 본 발명에 따라 사용될 수 있는, 나선형으로 권취된 탄성 출구 라인에 적용된다. 마지막으로, 본 발명의 작동은 상기 출구 라인이 제2 연결 요소가 인출되는 것을 허용한다는 점이 필수적이다.

특히 유리한 실시예에 있어서, 상기 2개의 연결 요소는 스냅-인(snap-in) 연결부로서 또는 결합 연결부로서 형성된다. 예를 들어, 상기 제1 연결 요소는 수용 개구를 포함할 수 있으며, 이 수용 개구 내에 제2 연결 요소가 삽입 가능하며 그리고 폼-피팅(form-fitting) 방식으로 해제 가능하게 유지된다. 이와 관련하여, 폼-피팅은 상기 수용 개구에서 언더커팅(undercutting)에 의해 실시될 수 있으며, 그 언더컷에 상기 제2 연결 요소의 지지 엣지가 접하고 있다.

안전하지만 그러나 여전히 해제 가능한 연결을 실시하기 위해, 각각의 유지 영역 내에 결합하는 탄성의 결합 수단이 제공될 수 있다. 특히 용이한 실시예에 있어서, 상기 제2 연결 요소는 제1 연결 요소의 탄성 및/또는 스프링-하중형 핀이 결합되는 개구 또는 오목부를 포함할 수 있다. 연결 과정 중, 상기 핀은 상기 각각의 오목부 또는 개구로 복귀될 수 있을 때까지, 상기 제2 연결 요소에 의해 초기에 변위된다.

결합된 상태에서, 상기 2개의 연결 요소는 고정 가능하게 연결되며, 상기 연결은 특히 적어도 하나, 바람직하게는 2개의 스프링-하중형 핀에 의해 실시된다. 이와 관련하여, 결합 개구 및 핀의 자유 단부는 상기 핀이 상기 개구 내로 부분적으로만 그리고 완전히 삽입되지 않는 치수를 갖는다. 이를 위해, 상기 핀은 그 자유 단부에서 원추형으로 형성될 수 있다. 이에 따라 수직 방향, 즉 핀의 삽입 방향에 대한 횡단 방향으로의 연결은 로킹되며, 다른 한편으로 상기 핀의 길이방향으로 작용하는 스프링 힘은 2개의 연결 요소를 서로를 향해 압축하며, 이에 따라 긴밀한 연결을 보장한다. 다른 결합 연결이 사용될 수도 있으며, 이는 상기 2개의 연결 요소의 충분히 신뢰성 있는 연결을 보장한다는 것을 인식해야 한다. 이에 따라, 관통 유체에 대한 연결이 긴밀한 것이 기본적이다.

태양열 기와는 바람직하게 샌드위치 구조를 가지며, 각각의 연결 요소를 구비한 흡수기는 지붕 지지 구조체 상으로의 장착을 위한 요소를 포함하는 베이스 타일과 투명한 피복 요소 사이에 배치된다. 상기 흡수기는 상부의 비매체-함유 흡수기 요소 및 하부의 매체-함유 흡수기 요소로 구성될 수 있다. 상기 상부 흡수기 요소는 특히 어두운 색이나 검은 색에 의해 각각 최대로 가열되도록 설계된다. 상기 2개의 흡수기 요소는 금속으로 제조되며, 또한 서로 납땜되거나 또는 용접되는 것이 바람직하다. 특히 제조를 용이하고 비용-효율적으로 유지하기 위해, 롤-용접(roll-welding) 과정이 바람직한 연결 과정으로서 입증되었다. 상기 상부 흡수기 요소 자체와 상기 베이스 타일 모두는 딥 드로잉 과정에 의해 생산될 수 있다.

상기 베이스 타일과 흡수기 또는 피복 요소 사이에 각각 배치되는 원주방향 프레임 요소는, 한편으로는 개별 요소를 서로 고정하기 위한 것이고, 다른 한편으로는 태양열 기와의 긴밀함이 증가될 것이다.

유리하게는, 상기 핀을 스프링 힘과는 반대쪽으로 압축함으로써[적절하게 형성된 툴(tool)의 도움으로] 연결이 해제될 수 있어서, 상기 제2 연결 요소는 제1 연결 요소로부터 인출될 것이다. 이를 위해, 예를 들어 상기 핀과 결합 개구를 분리시키는 적절한 툴이 사용될 수 있다.

조립을 추가로 촉진시키기 위해, 상기 제2 연결 요소는 흡수기에 또는 베이스 타일에 바람직하게 안내된다. 상기 안내는 예를 들어 베이스 타일에서 길이방향 홈에 의해 실시될 수 있으며, 그 내부에서 상기 제2 연결 요소의 보유 영역이 돌출되어 유지된다. 이에 따라, 상기 제2 연결 요소는 길이방향 홈을 따라 배타적으로 변위될 수 있으며, 특히 왜곡되지 않을 수 있다.

특히 유리한 실시예에 있어서, 상기 수용 개구는 T 형 방식(T-shaped manner)으로 제1 연결 요소 내에 형성되고, 또한 상부를 향해 개방되도록 형성된다. 따라서 상기 제2 연결 요소도 T 형 방식으로 형성되고, 또한 상부로부터 수용 개구 내로 삽입 가능하다. T 형에 의해, 본질적으로 수평 인출 방향의 로킹이 자동으로 실현된다. 수직 방향으로의 연결이 해제될 수 없기 때문에, 제1 연결 요소에 배치된 스프링-하중형 핀이 제2 연결 요소의 개구 내로 결합되며, 이는 출구 라인의 대부분의 길이방향 연장부에 횡방향으로 형성된, 2개의 짧은 T 형 영역에 바람직하게 배치된다.

따라서 본 발명에 따른 태양열 기와는 지붕 지지 구조체 상에 신속하고 용이하게 설치될 수 있다. 이들은 상업적으로 이용 가능한 루프 타일과 같은, 후퇴된 제2 연결 요소에 의해 지붕 상으로 전달되어, 거기에서 처리될 수 있다. 이를 위해, 상기 제2 연결 요소가 태양열 기와로부터 인출되어, 결합 연결부를 통해 인접한 제1 연결 요소에 이를 결합할 것이 요구된다.

열 에너지의 이용을 위한 전체 시스템은 전술한 태양열 기와를 포함하고, 추가로 바람직하게는 이른바 융기-타일(ridge-tile) 열 아래의 매니 폴드 및 소위 거터 보드를 바람직하게 대체하는 공급 라인이 제공된다. 이를 위해, 상기 융기-타일 열에 인접한 태양열 기와의 최상부 열은 특히 탄성적으로 형성될 수 있는 수집 공급 라인을 통해 수집 라인에 연결될 것이다. 상기 수집 공급 라인은 길이가 가변형으로 형성될 수도 있지만, 그러나 매우 자주 비교적 유연하고 또한 가요성인 배관도 충분할 것이다. 이는 출구 라인을 대체하며, 즉 이는 흡수기에 연결되지 않지만, 그러나 상기 수집 라인에 삽입될 수 있는 자유 단부를 갖는다.

상기 거터 보드에 인접한 태양열 기와는, 입구 라인 대신에 유연한 공급 피딩 라인(supply feeding line)을 갖는다. 상기 공급 피딩 라인은 길이가 가변형으로 형성될 수도 있지만, 그러나 여기에도 가요성 배관이 매우 자주 충분할 것이다. 상기 공급 피딩 라인은 제1 연결 요소에 연결되지만, 그러나 흡수기를 향해 연결부를 갖지 않으며, 그렇다고 해도 그 자유 단부에 의해 오히려 상기 피딩 라인에 연결 가능하다.

상기 수집 라인 및 피딩 라인은 주택의 가열 시스템, 바람직하게는 열교환기에 각각 연결된다. 적절한 연결 라인, 피딩 라인을 향한 냉수 라인, 및 수집 라인을 향한 온수 라인이 주택의 내측 또는 외측에 설치될 수 있다. 주택 내에 배치된 수직 낙수 홈통(downspout) 내의 설치가 특히 유리한 것으로 입증되었다. 상기 수직 낙수 홈통은 빗물을 배출하기 위한 것이지만, 그러나 다른 한편으로 상기 연결 라인은 그 내부에 수용될 수 있다. 특히 바람직한 실시예에 있어서, 상기 연결 라인은 상기 수직 낙수 홈통의 빗물-전도 영역으로부터 벽을 분리시킴으로써 분리될 수 있다. 따라서 이를 위해, 상기 수직 낙수 홈통은 2개의 구획으로 분할된다.

본 발명의 태양열 루프 타일은 새로우면서도 유리한 바람 흡입 보호부(wind suction protection)에 사용하기에 특히 적합하다. 일부 지역에 있어서, 상기 바람 흡입 보호부는 이미 의무화되어 있다. 이에 의해 폭풍우(바람 흡입)로 인한 지붕의 벗겨짐 방지가 의도된다. 이는 전형적으로 루프 타일에 와이어 또는 클램프를 부착함으로써 실현될 것이며, 이는 루프 배턴에 루프 타일을 앵커링시킨다. 앵커링 과정은 비교적 시간이 소요되며, 또한 현장 상황에 따라 루프 타일에 의한 루핑 과정보다 때로는 더 많은 시간을 요구한다. 더욱이, 지붕 네트워크 구조체(완전히 타일링된 지붕)에서 이러한 루프 타일(예를 들어, 손상된 경우)을 대체하는 것은 극히 어렵다.

본 발명의 바람 흡입 보호부는 이들 문제를 감소시킨다. 루프 타일 상에 루프 타일을 올려놓을 때 스냅-인 러그(snap-in lug)가 동작되며, 이는 스프링 힘에 의해 루프 타일의 뒤로 가압되며, 이에 따라 뒤에서 체결할 것이다. 이런 연결 기구를 분리하기 위해, 수리가 요구되는 경우, 드로우 바 아이(draw bar eye)를 포함하는 드로우 바(draw bar)를 갖는 복귀 기구가 전방 영역에서 상기 루프 타일의 바닥 측부에 유리하게 제공된다. 전방에서 루프 타일을 미세하게 리프팅할 때, 후크(hook)가 상기 드로우 바 아이와 결합하여, 상기 스냅-인 러그를 다시 그 결합 위치로 다시 드로잉하는 것이 가능하다. 이런 결합 위치는 납품 디폴트 상태(delivery default state)이며, 또한 루핑 절차 중, 즉 루프 타일이 적절한 위치에서 루프 배튼 상에 설치될 때 변경될 것이다.

통상적인 루프 타일을 교체하는 것은 비교적 항상 어려웠다(추가적인 바람 흡입 보호부가 없더라도). 이는 2개의 인접한 루프 타일(상부에 그리고 일반적으로는 그 좌측에 올려져 있는)이 그 위에 로딩되어 있더라도, 교체될 루프 타일이 루프 배튼으로부터 제거될 것이 요구된다는 사실에 기인한다. 그러나 다른 2개의 연결부가 해제될 것이 요구된다면, 추가적인 보조 툴이 사용되지 않는 한 이는 거의 불가능하다. 스냅-인 러그를 구비한 바람 흡입 보호부는, 루프 타일을 리프팅하기 위해 추가적인 기구를 제공함으로써 상기 문제를 해결한다. 이를 위해, 드로우 바 아이를 포함하는 드로우 바가 전방 단부에서 루프 타일 아래로 당겨지며, 이는 다시 루프 타일과 상기 루프 배튼 사이의 드로우 키를 동작시켜 상기 루프 타일을 리프팅한다.

본 발명의 또 다른 개선점 또는 대안은, 각각 이젝터(ejector)[메이터(mater)로부터 페이터(pater)를 이젝트하는]를 동작시킴으로써 루프 타일들 사이의 연결을 해제하기 위해, 루프 타일의 전방 단부에 드로우 바 아이를 포함하는 다른 드로우 바의 동작에 기인한다. 이런 방식으로 리프팅 툴이 불필요해진다.

상기 3개의 드로우 바 아이는 모두 하단부의 루프 타일 아래에 위치된다. 상기 드로우 바 아이는 수직으로 배향되며, 또한 루프 타일이 전방으로 리프팅되자마자 루프 타일의 바닥 측부로부터 "튀어 나올 것이다". 그 후, 루프 타일의 중심(전방 측부의 중심)으로부터 아이(eye)가 미세하게 오프셋되어, 연결을 해제한다. 이 위치는 상기 연결부가 루프 타일의 중심에 정확히 위치되는 것으로 배치되었을 때 유리하다. 본 발명에 따라, 상기 바람 흡입 보호부의 스냅-인 러그를 위해 상기 드로우 바 아이가 수 센티미터, 예를 들어 약 3 cm 좌측으로 오프셋되어 위치된다. 이 위치는 전형적인 바람 흡입 보호부가 항상 좌측 루프 타일 측부에 제공되므로 유리하다. 다른 한편으로, 드로우 키를 위한 드로우 바 아이가 중심의 우측으로 수 센티미터, 바람직하게는 중심의 오른쪽으로 3 cm에 바람직하게 위치되며, 이는 상기 루프 타일을 리프팅하기 위한 것이다.

본 발명에 따라, 상기 스냅-인 러그를 위한 드로우 바 아이와 루프 타일 리프터(lifter)와의 조합이 고려될 수 있다. 그 순서는 드로우 경로의 제1 절반부에서 스냅-인 트랩이 후퇴되고, 드로잉 거리의 제2 절반부에서 타일을 리프팅하기 위한 드로우 키가 작동되는 순서이다. 리프팅 시 상기 스냅-인 러그가 다시 스냅되지 않도록, 스프링 요소가 제공되고, 이를 통해 스냅-인 러그에 가해지는 바이어스가 유지되는 것이 바람직하다.

본 발명은 이하의 도면에 의해 상세히 설명될 것이며, 상기 도면은 본 발명의 바람직한 동작 예를 도시하고 있지만, 그러나 본 발명을 도시된 특징에 제한하도록 의도되지는 않는다.

도 1은 본 발명에 따른 태양열 기와의 분해도를 도시하고 있다.
도 2는 본 발명에 따른 태양열 기와로 덮인 지붕의 일부를 도시하고 있다.
도 3은 설치된 태양열 기와의 열의 횡단면을 도시하고 있다.
도 4는 도 3의 확대 단면도를 도시하고 있다.
도 5는 태양열 기와의 물-함유 유닛의 길이방향 단면을 도시하고 있다.
도 6은 연결 요소가 연장된, 본 발명에 따른 태양열 기와의 길이방향 단면을 도시하고 있다.
도 7은 본 발명에 따른 태양열 기와의 평면도를 도시하고 있다.
도 8은 조립된 상태의 2개의 태양열 기와의 2개의 연결 요소를 도시하고 있다.
도 9는 툴의 도움으로 도 8의 연결부의 해제 동작을 도시하고 있다.
도 10은 본 발명에 따라 열 에너지를 얻기 위한 시스템의 매우 단순화된 모습을 도시하고 있다.
도 11은 피딩 라인에 대한 태양열 기와의 결합을 도시하고 있다.
도 12는 매니 폴드에 대한 태양열 기와의 결합을 도시하고 있다.
도 13은 연결 라인을 포함하는 수직 낙수 홈통의 횡단면을 도시하고 있다.

도 1은 본 발명에 따른 태양열 기와(20)의 바람직한 실시예의 분해도를 도시하고 있다. 기본적으로, 상기 태양열 기와(20)는 샌드위치형 구조로 형성된다. 태양열 기와(20)의 바닥 측부를 형성하고 또한 지붕 지지 구조체(24)(도 3 참조)의 상부에 놓이는, 베이스 타일(22)로부터 시작하여, 흡수기(26), 그리고 바람직하게는 투명하거나 또는 반투명한 커버(28)가 뒤따른다. 상기 흡수기(26)는 상부 흡수기 요소(30) 및 하부 흡수기 요소(32)로 형성되는 것을 알 수 있다.

상기 커버(28)는 상부 흡수기 요소(30)와 대략 동일한 형상을 가지며, 따라서 상기 흡수기 요소를 완전히 덮는다. 상기 하부 흡수기 요소(32)는 도시되지 않은 유체가 통과할 것이다. 따라서 이는 입구 라인(34) 및 출구 라인(36)에 결합된다. 상기 입구 라인(34)은 제1 연결 요소(38)가 뒤따르고, 상기 제2 연결 요소(38)가 출구 라인을 뒤따른다. 상기 2개의 연결 요소(38, 40)는 인접한 태양열 기와(20)의 대응하는 연결 요소(38, 40)에 각각 결합될 수 있다.

대략 베이스 타일(22)의 치수를 가지며 또한 상기 흡수기(26)의 수용을 위해 동작하는 프레임(42)이 추가로 도시되어 있다. 더욱이, 도시된 동작 예에 있어서, 상기 커버(28)는 프레임(42) 상에 지지되며, 그리고 이에 연결된다.

도 1에서, 제2 연결 요소(40)가 베이스 타일(22)의 길이방향 홈(44)에 안내되는 것은 도시되어 있지 않다. 이는 제2 연결 요소(40)를 특별히 인출함으로써 태양열 기와(20)의 설치를 촉진시킨다. 상기 길이방향 홈(44)은 제2 연결 요소(40)의 왜곡을 추가로 회피시킨다.

마지막으로, 하부 흡수기 요소(32)와 제2 연결 요소(40) 사이에 배치된 출구 라인(36)이 길이가 가변형인 것은 기본적이다. 도시된 동작 예에 있어서, 이는 서로의 내부로 미끄럼 가능하고 또한 상이한 직경을 갖는 2개의 파이프 부분으로 형성된 트럼펫 파이프로서 형성된다.

도 2 내지 4로부터, 지붕 또는 지붕 지지 구조체(24) 상에 본 발명에 따른 태양열 기와(20)의 설치가 각각 명확해진다. 도 2는 지붕 영역의 평면도를 도시하고 있고, 도 3은 태양열 기와(20)의 열을 가로지르는 길이방향 단면을 도시하고 있으며, 도 4는 도 3의 영역(B)의 확대도를 도시하고 있다.

서로 연결된 태양열 기와(20)는 공통의 루프 타일에 의한 통상적인 루핑과 유사하게, 일부 영역에서 중첩되는 것을 알 수 있다. 그 후, 이들은 지붕 지지 구조체(24) 상에서 그 바닥 측부, 즉 베이스 타일(22)의 바닥 측부와 접한다. 특히, 도 4에서는, 하나 위에 다른 하나가 배치된 각각의 인접한 태양열 기와(20)가 상기 연결 요소(38, 40)를 통해 서로 연결되는 것을 도시하고 있다. 그 후, 통과하는 유체는 태양열 기와(20)로부터 입구 라인(34), 2개의 연결 요소(38, 40), 흡수기(26), 및 출구 라인(36)을 통해 다음 태양열 기와(20)로 전달될 것이다.

도 5는 본 발명에 따른 태양열 기와(20)의 설계를 설명하고 있다. 제1 연결 요소(38)는 입구 라인(34)이 뒤따르고 그리고 하부 흡수기 요소(32)로 이어지는 것을 알 수 있다. 유체는 하부 흡수기 요소(32)를 통해 흐르고 또한 적절히 가열된 후에, 출구 라인(36)을 통해 제2 연결 요소(40)를 통과한다.

태양열 기와(20)의 설치에 있어서, 커버(28)와 마찬가지로 흡수기(26), 특히 상부 흡수기 요소(30)는 제1 연결 요소(38)를 완전히 덮지 않아서, 이는 지붕의 기와 공사 중 용이하게 액세스 가능하게 존재한다는 이점을 추가로 갖는다. 마지막으로, 상기 제1 연결 요소(38)는 설치된 인접한 태양열 기와(20)에 의해 먼저 덮일 것이며, 이에 따라 설치 상태에서는 더 이상 보이지 않는다.

도 6은 연장된 제2 연결 요소(40)를 갖는 태양열 기와(20)의 길이방향 단면을 도시하고 있다. 도시된 동작 예에 있어서, 트럼펫 파이프로서 형성된 출구 라인(36)은 길이가 가변형이므로, 상기 제2 연결 요소(40)는 태양열 기와(20)의 전체 치수를 넘어서 인출될 수 있다. 그 후, 이는 태양열 기와(20)의 각각의 엣지 또는 측부의 반대쪽으로 돌출하며, 그리고 인접한 제1 연결 요소(38)에 매끄럽게 연결될 수 있다.

도 7은 초기 상태에서는 태양열 기와(20)의 전체 치수 위로 돌출하는 요소가 없다는 것을, 태양열 기와(20)의 평면도에 의해 설명하고 있다. 상기 전체 치수는 2개의 횡방향 측부(80) 및 2개의 길이방향 측부(82)에 의해 특정된다. 초기 상태에서는, 상기 제1 연결 요소(38)의 수용 개구(46)가 흡수기(26) 또는 커버(28)에 의해 덮이지 않지만, 그러나 상부를 향해, 즉 베이스 타일(22)로부터 멀어지는 방향을 향해 개방되어 있는 것을 알 수 있다. 상기 수용 개구(46)는 기본적으로 T 형으로 형성된다.

도 8 및 9는 2개의 연결 요소(38, 40)를 통해 2개의 태양열 기와(20)의 유리한 연결을 예시하고 있다. 상기 2개의 연결 요소(38, 40)는 길이방향 단면도로 도시되어 있으며, 여기서 출구 라인(36)은 도시되어 있지 않다. 제2 연결 요소(40)가 삽입될 수 있는 수용 개구부(46)(또는 수용 오목부)가 도시되어 있음을 알 수 있다.

상기 T 형은 연결부가 본질적으로 수평 방향으로, 즉 제2 연결 요소(40)의 인출 방향으로 고정되게 하며, 상기 2개의 연결 요소(38, 40)는 서로 분리되지 않을 수 있다.

또한, 스프링-하중형 핀(48)은 스냅-인 요소로서 간주된다. 도시된 동작 예에서는, 2개의 핀(48)이 제공되고, 그 각각은 출구 라인(36)에 인접하여 평행하게 배향된다.

스프링 요소(50)는 각각의 핀(48)을, 제2 연결 요소(40)에 배치된 수용부(52)를 향해 가압한다. 이에 따라 스냅-인 또는 클릭 연결로 나타나며, 이는 본질적으로 수직 방향, 즉 상기 제2 연결 요소(40)의 인출 방향에 횡단하는 방향으로 고정한다. 상기 핀(48)은 원추 형상의 자유 단부를 가지며, 또한 그 직경은 상기 핀(48)이 각각의 수용부(52) 내로 완전히 삽입되지 않도록 치수가 정해진다. 이런 방식으로, 스프링 요소(50)의 스프링 힘이 각각의 수용부(52)의 적절한 엣지를 향해 동작하고, 이에 따라 상기 입구 라인(34)의 대향 개구에 대해 제2 연결 요소(40)를 가압하는 것이 달성될 것이다. 그 내부에서 출구 라인(36) 및 입구 라인(34)의 개구들은 서로 맞닿는다. 상기 스프링 요소(50)의 압력은 2개의 연결 요소(38, 40) 사이의 긴밀한 연결을 보장한다.

도 9는 2개의 연결 요소(38, 40)의 조립된 상태에서 툴(56)을 위한 액세스 개구(54)가 나타나는 것을 추가로 도시하고 있다. 상기 액세스 개구(54) 내로 앵글형 툴(56)이 삽입 가능하며, 상기 툴에 의해 2개의 핀(48)이 상기 스프링 요소(50)의 스프링 힘에 대항하여 뒤로 가압될 수 있고, 따라서 2개의 연결 요소(38, 40)가 서로로부터 해제되는 것을 허용한다.

도 10으로부터, 본 발명에 따른 태양열 기와(20)를 사용하는 시스템이 어떻게 설계되는지를 알 수 있다. 비교적 차가운 유체는 냉수 라인(58)을 통해 태양열 기와(20)에 공급된다. 상기 유체는 서로 연결된 태양열 기와(20)를 통해 흐를 때 가열되고, 또한 온수 라인(60)을 통해 다시 열교환기(62)로 재순환되거나 또는 대안적으로 직접 이용으로 재순환될 것이다. 상기 2개의 연결 라인, 즉 냉수 라인(58)과 온수 라인(60)은 태양열 기와(20)를 이용 설비에, 예를 들어 주택의 급수 시스템에 결합한다.

도 11은 비교적 차가운 유체를 피딩 라인(64)을 통해 태양열 기와(20)로의 운반을 설명하고 있다. 상기 피딩 라인(64)은 지붕의 거터 보드의 영역에 바람직하게 배치된다. 본 발명에 따른 태양열 기와(20)의 영역의 엣지 영역에, 바람직하게는 지붕의 하부 열에 배치되는 태양열 기와(20)의 열은, 공급 피딩 라인(66)을 통해 피딩 라인(64)에 결합된다. 상기 공급 피딩 라인(66)은 피딩 라인(64)을, 태양열 기와(20)의 제1 연결 요소(38)에 연결한다.

도 12는 최상단 열의 태양열 기와(20)를 수집 라인(68)에 부착하는 것을 도시하고 있다. 수집 공급 라인(70)은 제2 연결 요소(38)로부터 수집 라인(68) 내로 연장되어, 그 가열된 유체를 공급한다.

도 13은 수직 낙수 홈통(72) 내의 제 위치에 상기 연결 라인, 즉 냉수 라인(58) 및 온수 라인(60)의 유리한 설치를 설명하고 있다. 이 경우, 상기 수직 낙수 홈통(72)은 분리 벽(74)에 의해 2개의 구획으로 바람직하게 분할되고, 여기서 제1 구획(76)은 빗물을 배출하기 위한 것이고, 제2 구획(78)은 2개의 연결 라인(58, 60)을 수용하기 위한 것이다. 한편, 이런 설치 모드는 비용-효율적이고 또한 신속하게 실현 가능하며, 다른 한편으로는 주택의 외관이 부정적으로 영향을 받지 않는다.

본 발명은 도시되고 대표되는 실시예에 한정되지 않고, 다른 가능한 실시예도 포함한다. 특히, 출구 라인(36) 대신에, 입구 라인(34) 또는 심지어 두 라인(34, 36) 모두가 길이가 가변형으로 형성될 수 있다. 또한, 베이스 타일(22) 대신에, 상기 흡수기(26)는 지붕 구조체(24)에 직접 장착하기 위한 것일 수 있으며, 즉 이에 따라 베이스 타일(22)이 생략될 수도 있다.

Claims (12)

1. 태양 복사로부터 열 에너지를 생산하기 위한 태양열 기와(20)로서, 상기 태양열 기와(20)는 형상이 본질적으로 통상적인 루프 타일의 형상에 대응하며, 입구 라인(34) 및 출구 라인(36)을 갖고, 매체가 통과하는 흡수기(26)를 포함하며, 상기 흡수기는 지붕 상에 태양열 기와(20)를 장착하기 위한 베이스 타일(22) 상에 배치되고,
   - 상기 입구 라인(34)은 그 자유 단부에 제1 연결 요소(38)를 포함하고,
   - 상기 출구 라인(36)은 그 자유 단부에 제2 연결 요소(40)를 포함하며,
   - 상기 2개의 라인(34, 36) 중 적어도 하나는 길이가 가변형으로 형성되고,
   - 상기 2개의 연결 요소(38, 40)는 서로 연결 가능하며,
   - 초기 상태에서, 두 연결 요소(38, 40)는 상기 태양열 기와(20)의 외측 치수 내에 배치되고,
   - 조립 상태에서, 상기 2개의 연결 요소(38, 40) 중 적어도 하나는 상기 태양열 기와(20)의 외측 치수를 넘어 인출되어 인접한 태양열 기와(20)의 대응하는 연결 요소(38, 40)에 연결 가능한, 태양열 기와.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 출구 라인(36)은 길이가 가변형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 태양열 기와(20).
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 제1 연결 요소(38) 및 상기 입구 라인(34)은, 상기 태양열 기와(20) 내에 국부적으로 배치되어 고정되는 것을 특징으로 하는 태양열 기와(20).
4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 2개의 연결 요소(38, 40)는 이들이 스냅-인 연결을 형성하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 태양열 기와(20).
5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제1 연결 요소(38)는 수평면에서 T 형이고, T 형으로 형성된 제2 연결 요소(40)를 수용하기 위해 상부를 향해 개방된 수용 개구(46)를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양열 기와(20).
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 제2 연결 요소(40)는 상기 제1 연결 요소(38)에 배치된 스냅-인 요소가 그 내부에서 결합 가능한 적어도 하나의 수용부(52)를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양열 기와(20).
7. 청구항 6에 있어서,
   상기 스냅-인 요소는 스프링-하중형 핀(48)으로서 형성되고, 상기 수용 부(52) 및 상기 핀(48)은 기본적으로 수평 방향으로 배향되는 것을 특징으로 하는 태양열 기와(20).
8. 청구항 7에 있어서,
   상기 핀(48)의 자유 단부는 상기 핀이 상기 수용부(52)를 제한하는 엣지와 접촉하도록 원추형으로 테이퍼지는 방식으로 형성되는 것을 특징으로 하는 태양열 기와(20).
9. 청구항 8에 있어서,
   상기 2개의 연결 요소(38, 40)의 조립된 상태에서, 상기 2개의 연결 요소(38, 40)는 툴(56)을 위한 액세스 개구(54)를 형성하고, 이에 의해 상기 핀(48)은 후방으로 가압될 수 있어서, 상기 2개의 연결 요소(38, 40)가 서로 해제되는 것을 허용하는 것을 특징으로 하는 태양열 기와(20).
10. 태양 복사로부터 열 에너지를 생산하기 위한 태양열 시스템으로서,
    서로 연결된, 청구항 1 내지 청구항 9 중 어느 한 항에 따른 태양열 기와(20)를 포함하며, 이들은 냉수 라인(58) 및 온수 라인(60)을 통해 이용 설비에 결합되는, 태양열 시스템.
11. 청구항 10에 있어서,
    - 본 발명에 따른 태양열 기와(20)의 영역의 엣지 영역에서, 태양열 기와(20)는 공급 피딩 라인(66)을 통해 상기 냉수 라인(58)에 연결된 피딩 라인(64)에 각각 결합되고,
    - 상기 영역의 대향 엣지 영역에서, 태양열 기와(20)는 수집 공급 라인(70)을 통해 상기 온수 라인(60)에 연결된 수집 라인(68)에 각각 결합되는 것을 특징으로 하는, 태양열 시스템.
12. 청구항 10 또는 청구항 11에 있어서,
    상기 냉수 라인(58) 및 상기 온수 라인(60)은 일부 위치에서 수직 낙수 홈통(72)에 배치되는 것을 특징으로 하는 태양열 시스템.

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