KR830001631B1 - Solar energy collection roof - Google Patents
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Abstract
Description
제1도는 금속 지붕재로 시공된 지붕의 사시도.1 is a perspective view of a roof constructed of metal roofing materials.
제2도는 금속 지붕재의 종단면도.2 is a longitudinal sectional view of a metal roof.
제3도는 제1도의 Ⅲ-Ⅲ단면도.3 is a sectional view taken along line III-III of FIG.
제4도는 지붕에 콜렉터(Collector)를 부착한 상태도.4 is a state in which a collector (Collector) is attached to the roof.
제5도는 제4도의 Ⅴ-Ⅴ단면도.5 is a cross-sectional view taken along line V-V of FIG.
제6도는 접속부재의 사시도.6 is a perspective view of a connecting member.
제7도는 커버의 사시도.7 is a perspective view of a cover.
제8도는 콜렉터의 측단부에 사용하는 접속 부재의 사시도.8 is a perspective view of a connecting member used for the side end of the collector.
제9도는 커버 유리 프레임의 사시도.9 is a perspective view of a cover glass frame.
제10도는 제9도의 ⅩⅠ-ⅩⅠ단면도.FIG. 10 is a sectional view taken along the line XI-XI of FIG.
제11도는 커버 유리 프레임의 상, 하 결합 상태의 단면도.11 is a cross-sectional view of the upper and lower bonding state of the cover glass frame.
제12도는 제9도의 ⅩⅢ화살부 상세도.12 is a detailed view of the XIII arrow of FIG.
제13도는 제9도의 ⅩⅣ화살부 상세도.FIG. 13 is a detail view of XIV arrow of FIG.
제14도는 제4도의 ⅩⅤ-ⅩⅤ단면도이고, 접속 부재에 의한 커버 유리 프레임의 부착방법 설명도.FIG. 14 is a cross-sectional view taken along line VV-VV of FIG. 4 and is an explanatory diagram for attaching a cover glass frame by a connecting member. FIG.
제15도는 제4도의 ⅩⅥ화살부이고, 콜렉터의 처마 끝부분의 상세한 구성을 나타내는 도면.FIG. 15 is the VI-VI arrow of FIG. 4, showing the detailed configuration of the collector's eaves. FIG.
제16도는 접속 부재부의 캡 부착방법 설명도.16 is an explanatory view of a cap attaching method of a connecting member.
제17도는 캡의 상세도.17 is a detailed view of the cap.
제18도는 콜렉터의 용마루부의 구조를 나타내는 도면.18 is a view showing the structure of the ridge of the collector.
제19도는 접속 부재 및 커버 유리 프레임의 다른 실시에를 나타내는 도면.19 shows another embodiment of the connecting member and the cover glass frame.
제20도는 커버 유리 프레임의 결합방법을 나타내는 도면.20 is a view showing a method of joining a cover glass frame.
본 발명은 신규의 태양에너지 수집 지붕(Solar energy collection roof)(이하 태양열 지붕이라고 칭함)에 관한 것이다.The present invention relates to a novel solar energy collection roof (hereinafter referred to as a solar roof).
본 출원인은 과거에 단열재를 비치한 금속 지붕재와 이들 지붕재를 관련된 구조에 결합하는 접속 부재에 관한 발명을 특허출원한 바 있고, 또한 그 이후에 상기 접속 부재를 개량하여 인접한 접속 부재간의 상부에 커버 유리 프레임을 감삽함으로써 상자 모양으로 간막이된 공간을 마련하여 여기에 태양열을 수집하는 배관을 설치하게한 콜렉터에 관하여 특허출원한 바 있다.The present applicant has filed a patent application on a metal roofing material having heat insulating material and a connection member for coupling the roofing material to an associated structure in the past, and afterwards, the connection member is improved to cover the upper portion between adjacent connection members. A patent application has been filed for a collector that provides a box-shaped space by subtracting a frame to install a pipe for collecting solar heat therein.
본 발명은 이와 같은 금속 지붕에 있어서, 그 접속 부재를 개선한 것으로 이들 인접하는 접속 부재간의 상부에 커버 유리를 감삽하여 상자 모양의 공간을 만들고 그 아래에 집열용의 배관을 설치 가능하게 한것으로, 이렇게 함으로써 지붕과 일체로 견고하게 조립할 수가 있으며 더우기 미관상 우수한 태양열 수집 지붕을 제공하려는 것이다.The present invention is to improve the connection member in such a metal roof, by subtracting the cover glass in the upper part between these adjacent connection members to create a box-shaped space and to be installed under the heat collecting pipe. By doing so, it is possible to be firmly assembled with the roof and to provide aesthetically superior solar collection roof.
따라서 본 발명의 목적은 지붕의 구조적 부재로서 작용할수 있는 태양열 지붕을 제공하는 것이다.It is therefore an object of the present invention to provide a solar roof that can act as a structural member of the roof.
본 발명의 다른 목적은 지붕 구조에서 사용된 긴 알미늄 재료의 열 팽창에 의해 발생하는 결점을 보상 할 수 있는 신규의 구조를 갖는 태양열 지붕을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a solar roof having a novel structure that can compensate for the defects caused by thermal expansion of the long aluminum material used in the roof structure.
본 발명의 또 다른 목적은 비와 그 속에 응축된 습기가 그 속에 형성된 통로를 통해 유출하게 하는 태양열 지붕을 제공하는 것이다.It is a further object of the present invention to provide a solar roof that allows rain and moisture condensed therein to flow through the passageway formed therein.
이하, 본 발명의 기초가 되는 금속 지붕 구조에 관해 개략 설명한후, 본 발명에 의한 신규의 태양 에너지 수집지붕에 관하여 설명을 전개하겠다.Hereinafter, after briefly explaining the metal roof structure of the present invention, a new solar energy collection roof according to the present invention will be described.
먼저 제1도 내지 제3도는 공지된 바 있는 지붕 구조의 일례를 나타내는 것으로, 1은 지붕 지판(roof board)이고 일반적으로 지붕의 서까래 2상에 장설되어 있다. 3은 금속 집우재이고 접속 부재(4)에 의하여 서로 접속 고정되어 있다.Firstly, FIGS. 1 to 3 show an example of a known roof structure, where 1 is a roof board and is generally installed on two roof rafters. 3 is a metal collector and is connected and fixed to each other by the
금속 재붕재 3는 제2도의 단면도로 나타내는 바와 같이 표면을 금속판 5(알루미늄 합금이 바람직함)으로 피복되어 있다. 금속판 5는 표면에 길이 방향의 돌조 6와 그 중간에 작은 요철 7을 갖고 있다. 금속판 5의 하축에는 단열제 8(유리솜 발포 수지 등)가 자리하여 금속판 5와 지붕재의 저부를 구성하는 하지재(backing material)9(예컨데 루우핑 재)에 의하여 샌드위치 모양으로 되어 금속 지붕 유닛 3을 형성하고 있다.The
금속판(5)의 양측에는 입상부(10)가 일체로 마련되고 그 정상부에는 절곡부 11이 형성되어 있다(이 절곡부는 반드시 필요한 것은 아니다). 수직 입상부 10의 외측은 저부가 외향으로 직각되게 절곡되어 접속연 장부 12를 구성하고 있는데, 이 접속 연장부 12의 최외연에는 낮은 입상부 13이 형성되어 있다. 상기 연장부 12는 상기 낮은 입상부 13에서 다시 절곡되어 내향으로신장된 하부 평탄부를 갖고 있다.The
상기 금속판 5의 대향측에는 전술한 바와 대응하는 수직 입상부 10'가 절곡부 11', 접속연장부 12' 및 낮은 입상부 13'를 갖도록 령성되어 있다. 상기 하지재 9는 상기 접속 연장부 12와 12'상에 자리하여 그 양 단연이 각 연장부 12, 12'의 상하 평단부 사이에 협지되어 있다.On the opposite side of the metal plate 5, the vertical granular portion 10 'corresponding to the above is formed to have the bent portion 11', the connection extension portion 12 'and the low granular portion 13'. The
제3도는 제1도의 Ⅲ-Ⅲ 단면도이고, 인접하는 금속 지붕재 3의 접속 부재 4에 의한 접속 구조를 나타낸다. 접속 부재 4는 단면이 홈 모양으로 된 본체 14와 그 상부에 직각으로 뻗은 플랜지 15와 그 외연의 약간 내측에서 하방으로 수하된 수하편(垂下片) 16및 커버 17로 되어 있다.3 is a cross-sectional view taken along line III-III of FIG. 1, and shows a connection structure by the connecting
본체 14의 정상부 내축에는 돌편(18)이 마련되고 여기에 커버 (17)의 각편(脚片) 19가 계합되어 고정된다.A
이제 지붕의 시공에 있어서는 린접하는 2매의 금속 지붕재 3의 접속을 연장부 12및 12'틀 서까래 2위에 얹고, 및 모양의 격리편 20을 갖는 복수개의 개지구 24로 위치 조정을 한 후에 못(도시하지 않음)을 박아 넣어서 위치 결정을 한다. 이어서 접속 부재 4의 본체 14를 덮어 씌워 못질 22함으호써 접속 부재 4가 서까래 2와 일체로 된다. 본체 14가 고정되면 커버17을 상방에서 덮어 씌우는 것으로 접속부가 구성된다. 이와 같이 하여 금속 지붕체 3를 순차 접속해 가면 제1도에 나타낸 바와 같은 지붕이 이어진다.Now, in the construction of the roof, the connection of two
제4도는 이상과 같이 하여 구성된 지붕의 접속 부재를 개량하여 여기에 부착된 콜렉터를 나타내는 것이다. 상세히 설명하면, 4a는 제3도에 나타낸 접속 부재 4를 개량한 것으로 그 높이를 높게 형성하고 이로서 금속 지붕재 3은 서까래 위에 고정되어 있다. 그리고 이들 접속 부재 4a사이에는 커버 유리 프레임 30이 최상부에 부착되고, 그 하부에 집열용의 콜렉터 배관 31이 부착되어 있다. 32는 접속 부재 4a의 하단(처마끝)에 고정하는 캡이고, 33은 용마루 부재이다.4 is a view showing a collector attached to the roof connecting member constructed as described above. In detail, 4a is an improvement of the connecting
제5도에 도시된 바와같이, 커버 유리프레임 30은 용마루 부에서 처마끝까지의 사이에 복수개가 각각 망원경식으로 연결되어 열 팽창에 대하여 자유롭게 되어 있다.As shown in FIG. 5, the
제6도를 참조하면 신규와 콜렉터 부착용의 접속 부재 4a가 도시되어 있다. 접속부재 4a는 제3도에서 설명한 접속부재 4와 같이 본체 34의 단면이 홈 모양으로 형성되어 있는데, 그 높이는 한층 더 높아져 있다. 35는 본체 34의 정상부에 직각되게 뻗은 플렌지, 36은 커버 37의 각 편 43이 계합되는 내측 돌조이다. 38은 본체 34의 내측에 마련된 커버 유리 프레임 30의 측부 지지홈, 39는 본체 34의 외측에 일체로 형성된 커버 유리 프레임 30의 하부 지지홈이다.Referring to Fig. 6, a connecting
상기 접속 부재 4a는 1조의 하향으로 신장되는 측방 수하편 40을 구비하고, 이것이 금속 지붕재 3의 수직 입상부 10, 10'를 덮게 되어 있는 것으로, 제3도에 있어서의 수하편 16 에상당하는 것이다. 상기 측방 수하편 40의 상부에는 배관 받이재 부착홈 41을 마련하고, 접속 부재의 본체단부에 배관용 절결부 42를 마련한다.The said
제7도는 상기 접속 부재 4a에 대한 커버 37를 나타내는 것으로, 이 커버는 상기 접속 부재 4a의 정상부에 마련된 내측 돌조 36과 계합하는 각편 43를 갖고 있다.7 shows a
제8도는 콜렉터가 설치되는 최외측의 접속 부재 4b를 나타내는 것이다. 이 접속 부재의 단면 구조는 접속부재 4a와 전적으로 동일하지만 배관용 절결부 42가 본체의 한쪽만에 마련되어 있다. 도시되어 있지 않지만 반대측의 것은 절결부가 반대쪽으로 형성되어 있는 것을 제외하고는 전적으로 동일하다.8 shows the outermost connecting member 4b on which the collector is installed. Although the cross-sectional structure of this connecting member is substantially the same as that of the connecting
제9도는 상술한 접속 부재 간에 부착하는 커버 유리 프레임 30을 나타내는 것으로, 이 커버 유리 프레임 30은 세로 레일 45, 윗 레일 46, 아랫레일 47 및 유리 48(도면의 실시예에서 2매 유리)로 구성되어 있다.9 shows a
제10도는 대칭적인 세로 레일 45의 하나를 나타내는 상세도이다. 이 레일 45에는 내측에 패킹 50을 계재하여 2매의 유리 48을 감입시키는 요홈 49가 상하로 마련되어 있다. 이 유리는 후술하겠으나(제19도, 제20도), 반드시 이중이라야 하는 것은 아니다. 세로 레일의 외축에 정상부에는 시일재 52를 부착한 돌조51를 구비시키고, 저부에는 전기산 접속 부재 4a의 하부 지지홈 39에 감입되는 수하지각(支脚 ) 53이 일체로 마련되어 있다. 54는 세로 레일 45의 외측 중앙부에 마련된 세로 홈이고, 이 세로 홈 내에 부착 나사 55를 삽입하고 세로 레일 45와 윗 레일 46 혹은 세로 레일 45와 아랫 레일 47이 결합되어 있다.10 is a detailed view of one of the symmetrical
제11도는 커버 유리 프레임 30의 감합부 즉, 윗 레일 46이 아랫 레일 47내에 감합된 상태를 나타내고 있다. 윗 레일 46도 유리 감입용의 요부 56를 갖고, 여기에 시일을 게재하여 유리 48이 가입 유지되어 있다. 57은 시일 58을 유지하는 홈이다. 또한, 윗 레일의 상면에는 물흘름편58',58"를 마련한다. 제9도에 보는 바와같이 커버 유리 프레임 30은 그 상면을 세로 레일의 돌조 51과 윗레일의 물흘름편 55',58"로 포위되어 있으므로 방수효과는 완벽하다.11 shows a state in which the fitting portion of the
아랫 레일 47은 내측에 유리 감입용의 요부 59를 갖고 외측은 하측에 조합되는 커버 츄리 프레임 30의 윗 레일 46이 감합될 수 있도록 되어 있다. 즉, 상판 60과 하판61보다도 빡으로 신장되어 있고, 이로서 그 하측에 오는 커버 유리 프레임 30을 덮어서 빗물의 침입을 방지하고 있다. 62는 상판 60의 하면에 일체로 마련된 물흘림 편이고, 63은 하판 61의 상면에 접착된 시일재이다. 67,68은 아랫 레일 47과 윗 레일 46에 마련된 가로 홈이고 이 양측단에서 제3도, 제13도에 나타내는 바와같이 나사 55에 의하여 프레임으로 조립된다.The
제11도에 나타낸 바와같이 상 하의 커버 유리프레임 30은 아랫 레일 47의 기부 64와 윗 레일 46의 상단 65간에 사이를 두고 조립되어 커버 유리 프레임 30이 열에 의하여 화살 66의 방향으로 늘어나더라도 이를 피할 수 있게 되어 있다.As shown in FIG. 11, the upper and lower cover glass frames 30 are assembled between the base 64 of the
제14도를 참조하면, 접속 부재 4a는 금속 지붕재 3의 수직 입상부 10, 10'간에 본체 34를 재치하고, 또한 측방 수하편 40으로 수직 입상부를 덮어서 못 69로 서까래 1에 고정된다. 또한 커버 유리프레임 30을 접속 부재 4a에 고정하려면 양측의 세로 레일 45의 저부에 마련된 수하 지각 53을 용마루 측에서 하부 지지홈 39에 감입하여 하방으로 접등시켜 적소에서 제14도에 나타내는 바와같이 고정구 70으로 조여서 고정한다.Referring to FIG. 14, the connecting
최하부의 커버 유리프레임 30이 고정되고 나면 두번째의 커버 유리 프레임도 동일하게 용마루 측에서 접속 부재 4a에 감입하여 제11도에서 설명한 바와같이 이미 고정된 커버 유리프레임 30의 윗 레일46의 상단 65와 세로 감입한 커버 유리 프레임의 아랫 레일 47의 기부 64를 소정 간격으로 놓은 후에 세로 레일 45의 상부 양측을 고정구 70으로 고정시킨다.After the bottom
제 15도를 참조하면, 처마끝 부분의 처리 구조를 나타내는 것으로, 처마 끝 용형재 71은 수직 본체부 72와 그 하단에 본체에 직각으로 앞쪽으로 뻗어난 U자형 장출부 73을 같는다. 이것은 금속 지붕재 3의 처마끝 용형재 74를 덮도록 부착된다. 상기 수직 본체부 72의 내측(장출부 73과 반대측)에 이것과 직각으로 단부 75,77을 마련하고 각각 그 양단에 절결부 76, 78을 갖고 있다.Referring to FIG. 15, the treatment structure of the eaves is shown, and the
이 절결부 76,78에 의하여 처마 끝 용형재 71은 접속부재 4a의 배관 받이재 부착 홈 41 및 커버 유리프 레일 30의 하부 지지홈 39에 고착구 79,80에 의하여 고정된다. 수직 본체부 72의 상부에 단부 75 및 77과 평행이고 동일 방향으로 플랜지 81, 82를 마련하고, 최하부에 부착된 커버 유리프레임 30의 아랫 레일 47의 상판 60 및 하판 61내에 삽입함으로써 커버 유리 프레임의 최하단을 유지하고 있다.By the
제16도는 접속 부재 4a의 처마끝 부의 구조를 나타내는 것이다. 처마 끝부에는 캡 32가 감합된다. 캡32는 상자 형태를 하고, 제17도에 도시한 바와같이 그 양측판에 전기 아랫레일 47의 상판 60과 처마끝용 형재 71의 장출부 73에 계합하는 절결부 84,85를 갖고 있다. 갭의 배후에는 부착편 86을 마련하고 여기서 삽통공 87을 천설한다. 88은 수직 배관 부착용 절결부이다. 상기 캡 32는 제16도에 나타나는 바와같이 절결부 84와85를 아랫 레일 47의 상판 60과 장출부73에 삽입한 후, 접속 부재 4a의 측부 지지홈 38의 하부에 마련한 판 89와 캡의 부착편 86사이에 부착 볼트 90에 의하여 고정된다.16 shows the structure of the eaves of the connecting
제18도는 용마루 부의 구성을 나타낸다. 용마루부의 물흘림 부재 91은 서까래 본체부 92와 일체로 형성된 부착 단부 93,94의 양측부가 접속 부재 4a의 하부 지지홈 39와 배관 받이재 부착홈41에 고정된다. 95는 수직 본체부 92에서 커버 유리 프레임 30측으로 일체로 장출된 덮개부이고, 그 하면에 시일 재96을 부착하고 이것이 커버 유리 프레임 30의 상면과 접하여 빗물의 침입을 방지하고 있다. 용마루부 33은 본 출원인에 의하여 먼저 소개된 바 있는 부착구조에 의하여 접속 부재 4a의 상사에 고정되어 있다.18 shows the configuration of the ridge part. Both sides of the attachment end 93, 94 formed integrally with the rafter main body 92 are fixed to the
이상 각부 구성의 설명으로 이해되는 바와 같이, 1조의 접속 부재 4a간은 상부는 복수개의 커버 유리프 레임 30으로, 저부는 금속 지붕채 3에 의하여, 다시 용마루 부재는 용마루 물흘림 부재 91, 처마 끝부는 처마 끝용 형재 71에 의하여 완전히 간막이된 상자 모양 공간이 형성된다.As can be understood from the above description of the configuration of each part, the upper portion of the pair of connecting
이리하여 형성된 상자 모양 공간내에 태양열, 흡수용의 배관 31(제4도)를 설치하고 접속 부재의 본체내의 공간까지도 도수관의 설치에 이용함으로써 지붕을 일체로 한 태양열 콜랙터가 얻어진다.The solar collector which integrated the roof is obtained by providing the piping 31 (FIG. 4) for solar heat and absorption in the box-shaped space formed in this way, and using even the space in the main body of a connection member for installation of a water pipe.
이 경우 배관 31의 부착 부재 98, 99, 100(제4도 제5도)를 접속 부재 4a의 본체 측부에 마련된 배관 받이재 부착홈 41 및 하부 지지홈 39를 사용하여 견고하게 부착시킬 수가 있다.In this case, the attaching
또한, 금속 지붕재 3의 표면 금속판 5가 태양광선의 반사판으로 될 뿐만 아니라, 단열재 8에 의하여 열의 손실을 방지하고있으므로 지극히 효과적으로 집열할 수 있는 이점을 갖는다.In addition, since the surface metal plate 5 of the
제19도는 본 발명의 또 하나의 실시예이다. 이 예에 있어서는 커버 유리 프레임 30b는 이중이 아니고 단매의 유리 48을 사용하고 있다. 그리고 세로 레일 45b는 접속부재 4b의 측부에 일체로 마련된 지지홈 39b에 고착구 70b에 의하여 고착되어 있다. 세로 레일 45b의 하부에서만 고정하고 측면에서 고착하지 않으므로 접속부재 4b의 본체 34b와의 일체성이 약하게 되어 조립시에 커버 37b의 간격 43b의 계합이 비교적 용이하게 되는 이점이 있다.19 is another embodiment of the present invention. In this example, the
제20도는 상기 커버 유리 프레임 30b에 있어서의 윗 레일 46b와 아랫레일 47b와의 감합 상태를 나타내고, 제1실시예와 같이 윗 레일 46b는 아랫 레일 47b에 대하여 슬라이드 가능하게 결합되어 있다.FIG. 20 shows a fitting state between the
상술한 바와같이 본 발명은 금속 지붕재의 접속부재를 개량하여, 그를 인접하는 접속 부재간의 단부에 커버 유리를 감삽하여 상자 공간을 만들고, 그 밑에 집열용의 배관을 설치 가능하게 한 것이다. 그럼으로써, 지붕재와 일체로 견고하게 조립할 수 있고 외관이 우수한 태양열 콜렉터가 제공되게 되는 것이다.As mentioned above, this invention improves the connection member of a metal roof material, and makes a box space by subtracting the cover glass in the edge part between adjacent connection members, and makes it possible to install the piping for heat collection below. This provides a solar collector that can be firmly assembled with the roofing material and has a good appearance.
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