KR20190041575A - 태양광 발전형 슬라이딩 창호 조립체 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 태양광 발전형 슬라이딩 창호 조립체에 관한 것으로서, 건축물 벽체에 미닫이 방식으로 개폐가능하게 설치되는 슬라이딩 창호의 이동 여부에 상관없이 상기 슬라이딩 창호에 장착된 태양전지와 상기 태양전지의 발전 전력이 충전되는 배터리 간에 전기적 연결을 상시 유지할 수 있는 태양광 발전형 슬라이딩 창호 조립체를 제공하는데 그 목적이 있다.

Description

태양광 발전형 슬라이딩 창호 조립체 {solar power generation sliding window/door assembly}
본 발명은 태양광 발전형 슬라이딩 창호 조립체에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 슬라이딩 창호의 개폐 여부에 상관없이 슬라이딩 창호에 구비된 태양전지의 상시 발전 및 출력이 가능하도록 하기 위한 태양광 발전형 슬라이딩 창호 조립체에 관한 것이다.
최근 건축물에 태양전지를 설치하는 것이 점차 확대 적용됨에 따라 반투명 태양전지를 건축물 창문에 적용하는 시도가 이루어지고 있으며, 이러한 시도는 주로 창문의 개폐가 없는 고정형 창문에 적용되고 있다.
그러나, 고정형 창문에 적용되는 태양전지의 경우 태양전지의 이동이 발생하지 않으므로 태양전지의 이동을 고려하지 않은 전기 접속 구조를 적용하기 때문에, 상기 고정형 창문에 적용되는 태양전지의 전기 접속 구조를 창문의 개폐가 발생하는 가동형 창문에 적용하기 위해서는 창문의 개폐에 따른 태양전지의 이동을 고려한 별도의 전기 접속 구조가 필요하다.
이는 창문을 열고 닫을 때에 태양전지의 이동이 발생함으로 인해 태양전지와 이 태양전지의 발전 전력을 저장하기 위한 배터리 간에 전기 접속이 유지되지 못하기 때문이며, 따라서 태양전지의 전력을 배터리에 상시 충전할 수 있도록 하기 위해 창문의 개폐에 따른 태양전지의 이동 시에도 전기 접속 상태를 유지할 수 있는 전기 접속 구조가 요구된다.
공개특허 제10-2011-0105922호
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 건축물 벽체에 미닫이 방식으로 개폐가능하게 설치되는 슬라이딩 창호의 이동 여부에 상관없이 상기 슬라이딩 창호에 장착된 태양전지와 상기 태양전지의 발전 전력이 충전되는 배터리 간에 전기적 연결을 상시 유지할 수 있는 태양광 발전형 슬라이딩 창호 조립체를 제공하는데 그 목적이 있다.
이에 본 발명에서는, 하나 이상의 태양전지가 구비되며 슬라이드 이동을 하면서 개폐되는 슬라이딩 창호; 벽체의 개구부에 고정되고, 상기 슬라이딩 창호를 슬라이드 이동가능하게 지지하는 창호 프레임; 상기 슬라이딩 창호에 회전가능하게 구비되어 상기 창호 프레임내 슬라이딩 창호의 슬라이드 이동을 지지하는 복수의 롤러; 상기 복수의 롤러 중 선택된 롤러에 구비되어 상기 슬라이딩 창호에 배치된 태양전지의 출력단자와 상기 창호 프레임에 배치된 프레임단자를 전기적으로 연결하는 접속단자;를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전형 슬라이딩 창호 조립체를 제공한다.
본 발명의 실시예에 의하면, 상기 접속단자는 슬라이딩 창호와 창호 프레임 사이에서 상기 출력단자와 프레임단자에 동시 접촉하는 롤러의 외주면에 구비되고, 상기 출력단자는 롤러의 외주면이 접촉하는 슬라이딩 창호의 외주면에 배치되며 상기 태양전지에 전기적으로 연결되고, 상기 프레임단자는 롤러의 외주면이 접촉하는 창호 프레임의 내주면에 배치되며 상기 롤러의 이동경로를 따라 구비된다.
이때, 상기 접속단자는 롤러의 원주방향을 따라 롤러의 외주면에 구비되어서 슬라이딩 창호의 이동에 따른 상기 롤러의 회전 시에도 상기 출력단자와 프레임단자에 상시 접촉하게 된다.
아울러, 상기 슬라이딩 창호에는 프레임단자의 표면에 발생하는 이물질을 제거하기 위한 더스팅부재가 구비되고, 상기 더스팅부재는 롤러의 이동방향을 기준으로 상기 롤러의 양측에 배치된다.
본 발명에 따른 태양광 발전형 슬라이딩 창호 조립체에 의하면, 슬라이딩 창호의 개폐를 위한 이동 발생에 상관없이 슬라이딩 창호에 구비된 태양전지와 창호 프레임측에 전기적으로 연결된 배터리 간에 전기 접속 상태가 유지되며, 그에 따라 슬라이딩 창호에 구비된 태양전지의 발전 전력을 창호 프레임측에 전기 접속된 배터리에 상시 충전할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명에 따른 태양광 발전형 슬라이딩 창호 조립체를 나타낸 예시도이다.
도 2는 도 1의 A-A에서 본 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 창호 글래스에 구비된 태양전지의 배치 구조를 보여주는 예시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 슬라이딩 창호에 구비된 더스팅부재의 배치 상태를 보여주는 예시도이다.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명에 대해 설명하도록 한다.
먼저, 여기서 창호라 함은 건축물 등에 구비되는 창이나 문을 통칭하는 것임을 밝혀둔다. 상기 창호는 개폐 방식에 따라 회전형, 슬라이드형 등으로 구분할 수 있으며, 슬라이드형 창호의 경우 건축물의 벽체에 설치되어 있는 창호 프레임내에서 선형으로 슬라이드 이동됨에 의해 개폐된다.
특히, 태양전지를 구비한 슬라이드형 창호의 경우 개폐를 위한 창호의 이동에 따라 태양전지도 함께 이동하게 되므로 태양전지의 이동 시에도 태양전지의 발전 전력을 배터리측으로 출력할 수 있는 전기 접속 구조가 필요하다.
이에 본 발명에서는 창호의 개폐에 따른 태양전지의 이동 발생에 상관없이 창호와 구조적으로 분리되어 있는 배터리측으로 태양전지의 전력을 상시 출력할 수 있는 전기 접속 구조를 채택한 태양광 발전형 슬라이딩 창호 조립체를 제공하도록 한다.
첨부한 도 1은 본 발명에 따른 태양광 발전형 슬라이딩 창호 조립체를 나타낸 예시도이고, 도 2는 도 1의 A-A에서 본 단면도이며, 도 3은 본 발명에 따른 창호 글래스에 구비된 태양전지의 배치 구조를 보여주는 예시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 슬라이딩 창호에 구비된 더스팅부재의 배치 상태를 보여주는 예시도이다.
도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 태양광 발전형 슬라이딩 창호 조립체는 건축물의 벽체에 형성된 개구부(H)에 고정되게 설치되는 창호 프레임(100)과, 이 창호 프레임(100)내에 선형으로 슬라이드 이동가능하게 설치되는 하나 이상의 슬라이딩 창호(200), 상기 슬라이딩 창호(200)에 일체로 구비되는 하나 이상의 태양전지(230), 및 상기 슬라이딩 창호(200)에 설치되어 슬라이딩 창호(200)의 슬라이드 이동을 지지하는 복수의 롤러(240)를 포함하여 구성된다.
상기 창호 프레임(100)은 상기 슬라이딩 창호(200)를 둘러싼 상태로 슬라이드 이동가능하게 지지하는 사각의 틀로서, 창호 프레임(100)의 내측에서 슬라이드 이동을 하며 개폐되는 슬라이딩 창호(200)의 선형 이동을 안내하는 가이드 레일(110)을 구비한다.
상기 슬라이딩 창호(200)는 창호 프레임(100)으로 둘러싸인 벽체의 개구부(H)를 개폐하는 슬라이드형 개폐부재로서, 판형의 창호 글래스(210)와 이 창호 글래스(210)의 가장자리부를 둘러싸는 글래스 프레임(220)으로 이루어지며, 상기 글래스 프레임(220)은 창호 프레임(100)내에서 슬라이딩 창호(200)의 슬라이드 이동을 안내하는 가이드 슬랫(221)을 구비한다. 상기 가이드 슬랫(221)은 창호 프레임(100)의 가이드 레일(110)과 대응하는 구조로 마련되어서 상기 가이드 레일(110)에 선형 이동가능하게 조립된다.
상기 글래스 프레임(220)의 가이드 슬랫(221)은 글래스 프레임(220)의 상측 외주면과 하측 외주면에 돌출 구비되고, 상기 가이드 슬랫(221)과 매칭되는 창호 프레임(100)의 가이드 레일(110)은 창호 프레임(100)의 상측 내주면과 하측 내주면에 돌출 구비된다.
이러한 슬라이딩 창호(200)는 다른 슬라이딩 창호(200)와 함께 창호 프레임(100)내에 배치되어 벽체의 개구부(H)를 슬라이드 방식으로 개폐하며, 이때 각각의 슬라이딩 창호(200)는 선형 이동 시 서로 간섭이 일어나지 않도록 창호 프레임(100)내에 전후 양측으로 배치되고, 이를 위하여 창호 프레임(100)에는 각각의 슬라이딩 창호(200)의 선형 이동을 안내하기 위해 복수의 가이드 레일(110)이 구비된다.
그리고, 상기 태양전지(230)는 태양광을 이용하여 전기를 생성하는 것으로서 태양광의 빛에너지를 전기에너지로 전환하며, 상기 창호 글래스(210)의 표면에 부착되거나 또는 창호 글래스(210)를 대체하여 적용됨으로써 슬라이딩 창호(200)에 일체로 구비된다.
상기 태양전지(230)는 반투명 타입으로 적용되어 창호 글래스(210)의 투명도를 일정 수준 확보할 수 있으며, 복수의 태양전지가 하나의 슬라이딩 창호(200)에 부착되는 것도 가능하다. 예를 들어, 도 3에 나타낸 바와 같이, 4개의 태양전지(230)를 하나의 창호 글래스(210)상에 배치하는 경우, 각각의 태양전지(230)에 전력 출력을 위해 구비된 정션박스(231)를 전기적으로 직렬 연결하고, 태양전지(230)의 전력을 출력하는 출력단자(232)가 직렬 연결된 복수의 정션박스(231)와 전기적으로 연결되어 슬라이딩 창호(200)에 구비된다.
상기 태양전지(230)를 일체로 구비하는 슬라이딩 창호(200)는 창호 프레임(100)의 내측에서 좌우 일측으로 선형 이동을 함에 의해 벽체의 개구부(H)를 개폐하게 되므로, 이러한 슬라이딩 창호(200)의 선형 이동에 상관없이 태양전지(230)와 태양전지(230)의 발전 전력을 저장하기 위한 배터리(상기 슬라이딩 창호(200)가 설치된 건축물의 전력 저장부임) 간에 전기 접속이 상시 유지되도록 하기 위하여, 태양전지(230)의 발전 전력을 상기 배터리측으로 내보내기 위한 출력단자(232)를 글래스 프레임(220)의 하측 외주면에 배치한다(도 2 참조).
상기 출력단자(232)는 태양전지(230)의 전력을 내보낼 수 있도록 태양전지(230)의 정션박스(231)에 전기적으로 연결되는 동시에 글래스 프레임(220)의 하측 외주면에 고정되게 구비된다.
도 2 및 도 4에 나타낸 바와 같이, 상기 출력단자(232)는 태양전지(230)의 전력 출력을 위해 (+) 단자(232a)와 (-) 단자(232b)로 이루어지며, 상기 (+) 단자(232a)와 (-) 단자(232b)가 글래스 프레임(220)의 하측 외주면에 서로 평행하게 배치되며 선택된 소정의 롤러(240)가 장착된 글래스 프레임(220)의 소정 위치까지 배치된다. 상기 소정의 롤러(240)는 슬라이딩 창호(200)에 구비된 복수의 롤러(240) 중에 태양전지(230)의 출력단자(232)와 창호 프레임(100)의 프레임단자(120) 간에 전기 접속을 위한 접속단자(241)를 구비한 롤러(240)를 말한다.
그리고, 상기 슬라이딩 창호(200)를 둘러싸고 있는 창호 프레임(100)의 내주면 중 상기 슬라이딩 창호(200)의 선형 이동을 지지하게 되는 하측 내주면에, 상기 출력단자(232)를 통해 건축물의 배터리측으로 태양전지(230)의 발전 전력을 내보낼 수 있는 프레임단자(120)를 배치한다.
상기 프레임단자(120)는 태양전지(230)의 발전 전력을 건축물의 배터리측으로 내보내기 위해 상기 배터리와 전기적으로 연결되는 것으로서, 태양전지(230)의 발전 전력을 전달받을 수 있도록 출력단자(232)에 대응하여 (+) 단자(121)와 (-) 단자(122)로 이루어지며, 상기 (+) 단자(121)와 (-) 단자(122)가 슬라이딩 창호(200)의 선형 이동경로에 상응하는 롤러(240)의 이동경로를 따라 길게 배치되도록 형성되는 동시에 창호 프레임(100)의 하측 내주면에 서로 일정 간격을 두고 평행하게 배치된다.
좀더 말하면, 상기 프레임단자(120)는 창호 프레임(100)의 하측 내주면 중 적어도 슬라이딩 창호(200)의 개폐 시에 롤러(240)가 지나가는 경로를 따라 구비되며, 이에 슬라이딩 창호(200)의 개폐 시 발생하는 롤러(240)의 이동경로에 상응하여 배치된다.
여기서, 상기 창호 프레임(100)의 하측 내주면은 슬라이딩 창호(200)의 외주면을 마주하는 창호 프레임(100)의 내주면 중 롤러(240)가 배치되어 있는 슬라이딩 창호(200)의 하측 외주면을 마주하는 내주면 영역을 말한다.
상기와 같이 구비되는 출력단자(232)와 프레임단자(120) 간에 상시 접속을 위하여, 상기 슬라이딩 창호(200)의 하측 외주면과 창호 프레임(100)의 하측 내주면 사이에서 슬라이딩 창호(200)의 선형 이동을 지지하는 롤러(240)에 접속단자(241)를 구비한다.
도 2 및 도 4에 나타낸 바와 같이, 상기 롤러(240)는 글래스 프레임(220)의 하측 외주면(즉, 슬라이딩 창호의 하측 외주면)에 회전가능하게 구비되는 것으로서, 글래스 프레임(220)의 하측 외주면에 돌출 구비된 한 쌍의 축지지부(233) 사이에 회전가능하게 지지되며, 이때 글래스 프레임(220)의 하측 외주면과 창호 프레임(100)의 하측 내주면에 동시 접촉하게 되는 롤러(240)의 외주면(표면)에 접속단자(241)를 배치한다.
이에 상기 접속단자(241)는 롤러(240)의 외주면에서 글래스 프레임(220)의 하측 외주면에 구비된 출력단자(232)와 선접촉을 하는 동시에 창호 프레임(100)의 하측 내주면에 구비된 프레임단자(120)와 선접촉을 하게 되며, 상기 선접촉은 슬라이딩 창호(200)의 이동에 따라 롤러(240)가 회전할 때에도 계속 유지된다.
상기 접속단자(241)는 출력단자(232)와 프레임단자(120)에 대응하여 (+) 단자(241a)와 (-) 단자(241b)로 이루어지며, 상기 (+) 단자(241a)와 (-) 단자(241b)가 롤러(240)의 외주면에 원주방향으로 끊김없이 연속적으로 형성되고 서로 간격을 두고 평행하게 배치된다.
이와 같이 슬라이딩 창호(200)의 개폐 시 슬라이딩 창호(200)와 함께 선형 이동하는 롤러(240)의 표면에 접속단자(241)를 구비하여 상기 슬라이딩 창호(200)에 구비된 태양전지(230)의 출력단자(232)와 창호 프레임(100)에 구비된 프레임단자(120)를 접속가능하게 연결해주는 매개체로 이용함으로써 슬라이딩 창호(200)의 개폐와 상관없이 태양전지(230)의 전력을 배터리측으로 상시 출력할 수 있게 된다. 이에 따라 정션박스(231)와 출력단자(232)를 통해 출력되는 태양전지(230)의 발전 전력을 접속단자(241)와 프레임단자(120)를 통해 항시 건축물의 배터리측으로 전달하여 배터리에 충전가능하게 된다.
다시 말해, 롤러(240)의 외주면이 접촉하는 슬라이딩 창호(200)의 하측 외주면에 출력단자(232)를 배치하고, 상기 롤러(240)의 외주면이 접촉하는 창호 프레임(100)의 하측 내주면에 롤러(240)의 이동경로를 따라 프레임단자(120)를 배치하며, 상기 슬라이딩 창호(200)와 창호 프레임(100) 사이에서 출력단자(232)와 프레임단자(120)에 동시 접촉하게 되는 상기 롤러(240)의 외주면에 원주방향으로 접속단자(241)를 구비하여, 상기 접속단자(241)가 접촉에 의해 출력단자(232)와 프레임단자(120)를 전기적으로 연결하도록 함으로써, 상기 슬라이딩 창호(200)의 개폐에 따른 롤러(240)의 회전 시에도 상기 출력단자(232)와 프레임단자(120)의 전기 접속이 유지된다.
즉, 상기 롤러(240)는 그 외주면의 소정 위치에 구비한 접속단자(241)가 출력단자(232)와 프레임단자(120) 사이에 접촉한 상태를 유지하면서 회전하게 되며, 이에 출력단자(232)와 프레임단자(120)의 상시 접속을 가능하게 한다.
여기서, 상기 출력단자(232)와 프레임단자(120) 및 접속단자(241)는 내마모성이 우수한 금속 재료를 각각 글래스 프레임(220)과 창호 프레임(100) 및 롤러(240)의 표면에 코팅하여 형성되며, 예를 들어 상기 금속 재료로는 티타늄, 스테인리스 스틸, 실버, 구리, 알루미늄 등에서 선택된 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물을 사용가능하다.
그리고, 상기 출력단자(232)와 프레임단자(120)는 슬라이딩 창호(200)의 하중에 따른 접속단자(241)와의 접촉성을 고려하여 각각 글래스 프레임(220)의 하측 외주면 및 창호 프레임(100)의 하측 내주면에 구비되는 것이 바람직하나, 글래스 프레임(220)의 상측 외주면 및 창호 프레임(100)의 상측 내주면에 배치되는 것도 가능하다.
한편, 슬라이딩 창호(200)의 열린 상태가 장시간 지속되는 경우 창호 프레임(100)의 하측 내주면에 먼지 등의 이물질이 쌓이게 되면 접속단자(241)와 프레임단자(120) 간에 접촉 저항이 증가할 수 있다.
이에 상기 슬라이딩 창호(200)는 프레임단자(120)의 표면에 발생하는 이물질을 제거하기 위한 더스팅부재(250)를 구비하여 상기 접속단자(241)와 프레임단자(120) 간에 접촉 특성을 확보하는 것이 바람직하다.
상기 더스팅부재(250)는 슬라이딩 창호(200) 및 롤러(240)의 이동방향을 기준으로 롤러(240)의 좌우 양측에 각각 배치되며, 프레임단자(120)의 마모 없이 이물질 제거에 유리한 것을 채택하는 것이 바람직하며, 예를 들어 브러쉬나 스펀지 타입 또는 실리콘 소재 등을 사용가능하다.
상기 더스팅부재(250)의 장착을 위해 슬라이딩 창호(200)의 하측 외주면에는 더스팅부재(250)의 상단부가 압입 고정되는 보스부(222)가 돌출 구비된다.
이상으로 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명하였는바, 본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 다음의 특허청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 또한 본 발명의 권리범위에 포함된다.
100 : 창호 프레임 110 : 가이드 레일
120 : 프레임단자 121 : (+) 단자
122 : (-) 단자 200 : 슬라이딩 창호
210 : 창호 글래스 220 : 글래스 프레임
221 : 가이드 슬랫 222 : 보스부
230 : 태양전지 231 : 정션박스
232 : 출력단자 232a : (+) 단자
232b : (-) 단자 233 : 축지지부
240 : 롤러 241 : 접속단자
241a : (+) 단자 241b : (-) 단자
250 : 더스팅부재 H : 벽체의 개구부

Claims (6)

  1. 하나 이상의 태양전지가 구비되며, 슬라이드 이동을 하면서 개폐되는 슬라이딩 창호;
    벽체의 개구부에 고정되고, 상기 슬라이딩 창호를 슬라이드 이동가능하게 지지하는 창호 프레임;
    상기 슬라이딩 창호에 회전가능하게 구비되어 상기 창호 프레임내 슬라이딩 창호의 슬라이드 이동을 지지하는 복수의 롤러;
    상기 복수의 롤러 중 선택된 롤러에 구비되어 상기 슬라이딩 창호에 배치된 태양전지의 출력단자와 상기 창호 프레임에 배치된 프레임단자를 전기적으로 연결하는 접속단자;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전형 슬라이딩 창호 조립체.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 접속단자는 슬라이딩 창호와 창호 프레임 사이에서 상기 출력단자와 프레임단자에 동시 접촉하는 롤러의 외주면에 구비되는 것을 특징으로 하는 태양광 발전형 슬라이딩 창호 조립체.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 출력단자는 롤러의 외주면이 접촉하는 슬라이딩 창호의 외주면에 배치되며 상기 태양전지에 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 태양광 발전형 슬라이딩 창호 조립체.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 프레임단자는 롤러의 외주면이 접촉하는 창호 프레임의 내주면에 배치되며 상기 롤러의 이동경로를 따라 구비되는 것을 특징으로 하는 태양광 발전형 슬라이딩 창호 조립체.
  5. 청구항 2에 있어서,
    상기 접속단자는 롤러의 원주방향을 따라 롤러의 외주면에 구비되어서 슬라이딩 창호의 이동에 따른 상기 롤러의 회전 시에도 상기 출력단자와 프레임단자에 상시 접촉하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전형 슬라이딩 창호 조립체.
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 슬라이딩 창호에는 프레임단자의 표면에 발생하는 이물질을 제거하기 위한 더스팅부재가 구비되고, 상기 더스팅부재는 롤러의 이동방향을 기준으로 상기 롤러의 양측에 배치되는 것을 특징으로 하는 태양광 발전형 슬라이딩 창호 조립체.
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