WO2010031286A1

WO2010031286A1 - 平板紧固系统

Info

Publication number: WO2010031286A1
Application number: PCT/CN2009/073302
Authority: WO
Inventors: 吴文强
Original assignee: Wu Wenqiang
Priority date: 2008-09-18
Filing date: 2009-08-17
Publication date: 2010-03-25
Also published as: US8595997B2; EP2348180A1; CN101387151B; EP2348180B1; CN101387151A; EP2348180A4; US20110174947A1

Description

说明书平板紧固系统

技术领域

[1] 本发明涉及平板安装紧固系统，特别属于太阳能组件或其他平板形成啮合紧固的安装系统。具体地说是将一根或多根安装导轨通过紧固件和相应数量的啮合滑块和夹具与一个或多个太阳能组件或其它平板形成啮合紧固体。

背景技术

[2] 太阳能作为一种可永续利用的清洁能源，有着巨大的开发应用潜力。随着全球能源形势趋紧，太阳能光伏发电作为一种可持续的能源替代方式，得到迅速地发展。

[3] 太阳能光伏发电技术是将太阳能转化为电力的技术，其核心是可释放电子的半导体物质。最常用的半导体材料是硅。地壳硅储量丰富，可以说是取之不尽、用之不竭。太阳能光伏电池有两层半导体，一层为正极，一层为负极。阳光照射在半导体上吋，两极交界处产生电流。

[4] 光伏发电是一种简单的低风险技术，几乎可以安装在任何有光照的地方。这意味着在公共和私人建筑的屋顶和墙面上都有广泛的安装潜力。光伏在提供大量电力供应的同吋，避免占用更多的土地。

[5] 太阳能光伏发电最重要的特征是在发电过程中排放很少的 C02, 而 C02作为最主要的温室气体，是导致气候变化的罪魁祸首。

[6] 能源和环境问题是近来世界关注的焦点，为了实现能源和环境的可持续发展，世界各国都将光伏发电作为发展的重点。从长远看，太阳能光伏发电在不远的将来会占据世界能源消费的重要席位。

[7] 太阳能光伏发电安装系统是将一块或多块太阳能光伏组件安放在具有一定强度的安装支架上而形成的安装系统。绝大部分太阳能组件的生产商和供应商不生产安装系统。

[8] 为了满足太阳能组件或其它平板的安装，德国专利 DE19717996A1描述了太阳能釆集器与屋顶支架的连接方法。它是把屋顶安装挂钩固定在屋顶放置瓦片的木条上，安装挂钩的另一端夹住用于放置太阳能釆集器的圆管。用另一个支架将太阳能釆集器与圆管固定。在这种安装方法中，屋顶瓦片与太阳能釆集器之间的空间狭小，安装不便。

美国专利 US6105317中仅阐述了太阳能光伏组件的顶部安装系统，在安装吋要求两根导轨间的距离不仅是太阳能光伏组件的某一宽度，而且两根导轨又要刚好落在被安装物表面固定点上进行紧固，这就需要预先经过精确计算并制作好被安装物表面固定点。

美国专利 US6360491B1描述了滑块螺母的太阳能组件安装方法。该方法需要在安装现场在安装导轨底部进行钻孔操作以便使螺栓穿过小孔将安装导轨与支柱紧固，这种安装方法增加了安装的难度和强度，而且只能进行太阳能组件的顶部安装。

德国专利 DE10132557A1提供了太阳能光伏组件在屋顶的安装系统，它通过螺丝将光伏组件紧固在压板和基础轨道之间。基础轨道与安装在屋顶的支架由螺丝将两者的齿形表面紧密贴合并紧固在一起。由于该系统的紧固方式是螺丝旋转进入相对较软材质制成的基础轨道上的开口沟槽形成紧固，这种紧固方式使该系统的抗拉强度受到影响。

美国专利 US7260918B2提供的太阳能组件或其它平板的安装系统尽管可以进行太阳能组件或其它平板顶部和背面安装，由于是完全需要依靠导轨刚性强度满足系统抗拉强度，这就需要增加导轨的壁厚。造成安装材料增加。

美国专利 US2006/0086382A1提供了把太阳能组件安放在上、下两根导轨之间并用紧固件穿过上轨道顶部和下轨道底部将太阳能组件或其它平板与上、下轨道紧固在一起，下轨道又通过紧固件与支撑轨道紧固连接的安装方法。整个安装系统需要使用三根导轨，安装材料用量大大增加，安装成本也会增加，同吋安装工作量增加。

美国专利 US2006/0156651A1展示了啮合滑块结构的安装系统。该系统需要安装导轨和连接导轨组成系统导轨，安装工序增加，安装材料也有很大的增加。在现有的太阳能组件或其它平板安装系统中，很少有产品能够在一根安装导轨上完成太阳能组件或其它平板顶部紧固安装或底部紧固安装并连同太阳能组件或其它平板和安装导轨一起与被安装物体表面紧固连接。而在能够使用一根导轨完成上述工作的少数产品中，由于需要提高安装系统的抗拉强度而使用金属用量很大的重型导轨。这样就增加了安装系统的原料用量。

对发明的公开

技术问题

[16] 本发明的目的是提供一种平板紧固系统，釆用啮合的方法，通过两根

导轨可以将该组件与被安装物体表面紧固连接，并且提供了可靠的抗拉强度，且安装方便。能够将不同形状的平板组件，安全、快速、可靠地固定在顶、面、壁或支架表面，结构简单、重量轻，能降低综合成本。

技术解决方案

[17] 本发明的技术构思如下：本安装系统中的啮合结构安装导轨包含两个可供啮合滑块沿导轨线性滑动的开口啮合腔体和一个可供螺栓沿导轨线性滑动的平底开口滑槽。其中第一开口啮合腔体位于安装导轨的上部，该开口啮合腔体截面类似开口向下的 E型。第二开口啮合腔体位于安装导轨第一个开口啮合腔体的右侧下部，并与第一个开口啮合腔体成 ₉₀°。两个开口啮合腔体中与开口相对方向的三个底边处在同一直线上。平底开口滑槽位于第一开口啮合腔体左侧中部，并与之成 90°。

[18] 在安装导轨的每个啮合腔体中均有一对位于腔体开口两侧边唇内侧的突出物，突出物可与啮合滑块的沟槽相互啮合。在啮合腔体中有一对平行于腔体两侧的脚杆，脚杆顶部有一对脚底面向腔体开口两侧边唇外侧且平行于腔体开口两侧边唇外侧的立脚，该对立脚相互平行，脚尖相背，脚背与脚底成锐角。两对脚杆和立脚将两个开口啮合腔体中啮合腔体开口相对的在同一直线的底部划分为三部分。

[19] 啮合滑块截面成开口向下的 C型。其截面上沿两端附近各有一个沟槽，它们可与上述两开口啮合腔体的腔体开口两侧边唇内侧突出物形成啮合。 C型开口处有一对相对的斜面凹陷，它们与开口啮合腔体中相对而立的一对立脚形成啮合。啮合滑块的啮合部位与安装导轨上的啮合部位通过紧固件的紧固，可以防止啮合滑块在开口啮合腔体沿安装导轨轴向滑动，也避免了啮合滑块在安装导轨的啮合腔体内的水平和垂直方向的移动及在可能的外力对啮合滑块作用下造成安装导轨啮合腔体的变形。在啮合滑块上两条沟槽之间的中心有一个螺纹小孔，该小孔可以旋入与之相匹配的螺栓。

[20] 安装系统中末端夹具的顶部法兰压在太阳能组件或其它平板顶部边框而螺栓经该夹具水平法兰上的小孔与安装导轨第一个开口啮合腔体中和末端夹具数量相匹配的啮合滑块进行紧固，完成太阳能组件或其它平板在安装导轨上的顶部末端紧固。

[21] 本安装系统中中间夹具上顶部法兰压在太阳能组件或其它平板顶部边框而螺栓经该夹具顶部法兰和中间支撑上的小孔与安装导轨第一个开口啮合腔体中与中间夹具数量相匹配的啮合滑块进行紧固，完成太阳能组件或其它平板在安装导轨上的顶部中间紧固。

[22] 太阳能组件或其它平板可以由本安装系统中背面夹具通过紧固件经该夹具的水平法兰上小孔和太阳能组件或其它平板背面边框上的小孔使背面夹具与太阳能组件或其它平板背面紧固，同吋，将螺母与通过背面夹具垂直法兰上小孔与安装导轨中的平底开口滑道中的螺栓进行紧固，使背面夹具与安装导轨侧面实现紧固，从而完成太阳能组件或其它平板的背面与背面夹具在安装导轨上的紧固

[23] 安装导轨可以通过安放在其第二开口啮合腔体中的啮合滑块与穿过 L型连接件垂直法兰的小孔的螺栓进行紧固。经过与 L型连接件紧固的安装导轨可以通过 L 型连接件的水平法兰上的小孔使用紧固件与屋顶、地面、墙壁或支架表面进行紧固。

[24] 本发明的目的是这样实现的：一种平板紧固系统，包括：

[25] 至少两根安装导轨，其内开有若干开口啮合腔体；

[26] 若干啮合滑块，分别与开口啮合腔体配合安装；

[27] 所述平板置于导轨上，且分别与啮合滑块固定连接。

[28] 优选地，所述啮合滑块的数量是两块，开口啮合腔体为两个，分别是设于顶面上的第一开口啮合腔体和设于侧面上的第二开口啮合腔体。

[29] 优选地，所述平板包括若干顶部边框条和背面边框；平板紧固系统还包括： [30] 一中间夹具，其包括一顶部法兰，顶部法兰两端各设有一边唇，与顶部边框条限位配合；顶部法兰下部设有一对垂直法兰，垂直法兰之间水平设有一法兰支撑；

[31] 中间夹具通过一紧固螺栓与其中一啮合滑块固定连接，该啮合滑块与第一开口啮合腔体配合安装；

[32] 一 L型紧固连接件，其包括一垂直法兰和一水平法兰；

[33] 垂直法兰通过一紧固螺栓与另一啮合滑块固定连接，该啮合滑块与第二开口啮合腔体配合安装。

[34] 优选地，安装导轨与第二开口啮合腔体相背的一侧还开有一平底开口滑槽；所述平板紧固系统还包括：

[35] 一背面夹具，其包括一水平法兰和一垂直法兰，水平法兰和垂直法兰的端头各设有一边唇；

[36] 一螺栓，其端部形状与平底开口滑槽相配合，并置于该滑槽中滑动；垂直法兰与螺栓紧固连接，水平法兰通过一螺栓与背面边框固定连接。

[37] 优选地，还包括：

[38] 一末端夹具，其呈 'Z'字形，包括依次连接的一顶部法兰、一垂直法兰和一水平法兰，顶部法兰端部设有一边唇，与顶部边框条限位配合；水平法兰通过一紧固螺栓与一啮合滑块紧固，该啮合滑块与第一开口啮合腔体配合安装。

[39] 优选地，啮合滑块上表面开有两条平行的沟槽，下表面上设有两条平行的斜面凹陷；

[40] 第一、二开口啮合腔体中各设有一对与沟槽配合的突出物，一对相互平行的脚杆，脚杆顶端有一对立脚，该对立脚与啮合滑块的斜面凹陷啮合。

[41] 优选地，平板为太阳能平板组件。

有益效果

[42] 本发明由于釆用了以上技术方案，使之与现有技术相比，具有以下优点和积极效果：通过釆用本发明的啮合结构可将不同尺寸、形状的太阳能组件或其它平板安全、快速、可靠地固定在屋顶、地面、墙壁或支架表面，抗拉强度好，重量轻，且安装简便、成本低。附图说明

[43] 图 1是本发明的紧固系统立体图；

[44] 图 2是图 1安装组件啮合部分的放大示意图；

[45] 图 3是本发明的安装导轨立体图；

[46] 图 4是本发明的安装导轨主视图；

[47] 图 5是本发明的啮合滑块立体图；

[48] 图 6是本发明的 L型紧固连接件与安装导轨连接且固定在某物体表面主视图；

[49] 图 7是本发明的中间夹具固定在安装导轨顶部主视图；

[50] 图 8是本发明的背面夹具安装在安装导轨侧面且固定在某物体表面主视图；

[51] 图 9是本发明的平板与末端夹具固定在安装导轨顶部主视图；

[52] 图 10是本发明的中间夹具的立体图；

[53] 图 11是本发明的背面夹具立体图；

[54] 图 12是本发明的末端夹具立体图；

[55] 图 13是本发明的 L型紧固连接件立体图；

[56] 图 14是本发明的平板正面剖析图。

[57] 1安装导轨， 5啮合滑块， 51沟槽， 52斜面凹陷， 55螺纹孔， 10中间夹具， 101 垂直法兰， 102边唇， 104、 105小孔， 108法兰支撑， 109顶部法兰， 11背面夹具， 111边唇， 112、 113小孔， 114水平法兰， 115垂直法兰， 12末端夹具， 121小孔， 122边唇， 124顶部法兰， 125垂直法兰， 126水平法兰， 13L型紧固连接件， 131、 132、 133小孔， 134垂直法兰， 135水平法兰， 14平板， 144顶部边框条， 1 45小孔， 146背面边框， 151、 153、 155、 157、 159紧固螺栓， 156、 158螺母， 1 7支撑， 21第一开口啮合腔体， 211突出物， 212立脚， 213脚杆， 23第二开口啮合腔体， 231突出物， 232立脚， 233脚杆， 26平底开口滑槽， 29、 30腔体。

本发明的最佳实施方式

[58]

本发明的实施方式

[59] 如图 1所示，其中 5啮合滑块， 10中间夹具， 13L型紧固连接件， 151、 153紧固螺栓。本实施例包括一平板 14和两根安装导轨 1，平板 14设在安装导轨 1上，用以形成太阳能组件或其它多块平板的安装系统。安装导轨 1由铝合金挤压制成。

[60] 如图 2， 3， 4所示，安装导轨 1上开设第一开口啮合腔体 21、第二开口啮合腔体

23和一平底开口滑槽 26及支撑 17分隔的两腔体 29、 30。

[61] 第一开口啮合腔体 21设在安装导轨 1截面的上部并向安装导轨 1轴向延伸。第二开口啮合腔体 23位于第一开口啮合腔体 21的右侧下部，二者成 90°并向安装导轨 1 轴向延伸。平底开口滑槽 26位于第一个开口啮合腔体 21左侧中部，与之成 90°并向安装导轨 1轴向延伸。两腔体 29、 30位于第二开口啮合腔体 23左侧并向安装导轨 1轴向延伸。

[62] 如图 2， 7所示, 包括一中间夹具 10 (图 10) 和一啮合滑块 5 (图 5) ，啮合滑块 5的形状与第一开口啮合腔体 21相配合，并伸入其中。中间夹具 10通过紧固螺栓 151与啮合滑块 5固定连接。

[63] 如图 7， 10所示，中间夹具 10包括顶部法兰 109，其两端各有一个边唇 102，顶部法兰 109的中间开有一小孔 104。顶部法兰 109下方设有一对垂直法兰 101。垂直法兰 101之间水平设有一法兰支撑 108。在法兰支撑 108中间开有一小孔 105，小孔 104和 105中心在同一轴线上，紧固螺栓 151均穿过其中。垂直法兰 101与平板 14的边框边缘紧密贴合，边唇 102将两块平板 14的顶部边框条 144限位在边唇 1 02和垂直法兰 101之间。

[64] 如图 5所示，啮合滑块 5的截面上沿两端附近各有一个沟槽 51，在两条沟槽 51之间的中心开有一个螺纹孔 55，该螺纹孔 55可以旋入与之相匹配的紧固螺栓 151。且啮合滑块 5的截面上设有向下开口，向下开口凹陷处有一对相对的斜面凹陷 52

[65] 如图 4所示，第一开口啮合腔体 21中有一对位于腔体开口两侧边唇内侧的突出物 211，突出物 211可与啮合滑块 5的沟槽 51相互啮合（见图 5) 。第一开口啮合腔体 21中有一对相互平行的脚杆 213，此对脚杆 213平行于腔体开口两边侧翼，脚杆 213将腔体底部划分为三部分。脚杆 213顶端有一对立脚 212，该对立脚 212 可与斜面凹陷 52啮合（见图 5) 。这样将啮合滑块 5安装在第一开口啮合腔体 21 中 (见图 2) 。

[66] 安装中间夹具 10吋，将紧固螺栓 151依次插入一个或多个中间夹具 10中间的小孔 104和 105，并且旋入已被放入第一开口啮合腔体 21内的一个或多个啮合滑块 5 的螺纹孔 55中进行紧固（见图 2、 3、 5、 10) 。

[67] 如图 2， 6， 8所示，装有 L型紧固连接件 13 (图 13) 和啮合滑块 5 (图 5) ，啮合滑块 5的形状与第二开口啮合腔体 23相配合，并伸入其中。 L型紧固连接件 13的一端通过紧固螺栓 153与啮合滑块 5固定连接，其另一端可与屋顶、地面、墙壁或支架表面进行紧固连接。

[68] 如图 13所示，该 L型紧固连接件 13的垂直法兰 134有两小孔 132和 133。其水平法兰 135上有一小孔 131。

[69] 如图 4所示，第二开口啮合腔体 23中有一对位于腔体开口两侧边唇内侧的突出物 231，突出物 231可与啮合滑块 5的沟槽 51相互啮合（见图 5) 。第二开口啮合腔体 23中有一对相互平行的脚杆 233，此对脚杆 233平行于腔体开口两边侧翼，脚杆 233将腔体底部划分为三部分。脚杆 233顶端有一对立脚 232，该对立脚 232 可与斜面凹陷 52啮合（见图 5) 。

[70] 安装吋，如图 6， 8所示，将紧固螺栓 153插入一个或多个 L型紧固连接件 13垂直法兰 134上的小孔 132或 133 (见图 13) ，并且旋入已被放安装导轨 1右侧下部第二开口啮合腔体 23内一个或多个啮合滑块 5的螺纹孔 55中进行紧固（见图 4、 5) 。 L型紧固连接件 13的水平法兰 135可与屋顶、地面、墙壁或支架表面进行紧固连接。从而形成平板 14、安装导轨 1、中间夹具 10、啮合滑块 5和 L型紧固连接件 13组成的安装导轨的顶部安装的紧固连接。

[71] 如图 4， 8所示，包括一背面夹具 11 (图 11) 和一螺栓 155，螺栓 155的形状与平底开口滑槽 26相配合，并伸入其中。背面夹具 11通过螺栓 155与平底开口滑槽 26 连接。

[72] 如图 11所示，背面夹具 11是安装导轨 1与平板 14进行背面连接的连接件（见图 1 ) 。背面夹具 11的水平法兰 114与垂直法兰 115形成直角。水平法兰 114和垂直法兰 115的端头各有一个边唇 111。水平法兰 114中间有一小孔 112，垂直法兰 115中间有一小孔 113。

[73] 如图 4所示，平底开口滑槽 26两侧各设有一边唇 15，其与螺栓 155的端部配合（ [74] 安装吋，如图 8、图 4、图 11所示，放置在平底开口滑槽 26中的螺栓 155穿过背面夹具 11垂直法兰 115上的小孔 113同与之相匹配的螺母 156将安装导轨 1和背面夹具 11形成紧固，使背面夹具 11紧固在安装导轨 1的侧面。螺栓 157穿过背面夹具 11水平法兰 114上的小孔 112及平板 14背面边框 146上的小孔 145 (图 14) 同与之相匹配的螺母 158形成紧固。这样，平板 14的背面就被紧固在背面夹具 11水平法兰 114上。

[75] 如图 9所示，包括一末端夹具 12 (图 12) ，呈 'Z'字形，其通过紧固螺栓 159与啮合滑块 5紧固（图中未示出），啮合滑块 5设在安装导轨 1的第一啮合腔体 21内。

[76] 如图 12所示，末端夹具 12上的顶部法兰 124端部设有边唇 122，垂直法兰 125— 端与顶部法兰 124形成 90°直角，垂直法兰 125的另一端与水平法兰 126也成 90°直角，水平法兰 126中央有一小孔 121。

[77] 安装吋，如图 9所示，平板 14的顶部边框条 144与末端夹具 12的顶部法兰 124紧密贴合，平板 14的一端边缘与末端夹具 12的垂直法兰 125紧密贴合。边唇 122在螺栓 159穿过小孔 121 (图中未示出）与啮合滑块 5形成紧固后，可以防止平板 14 沿安装导轨 1轴线向垂直法兰 125相反方向移动。

[78] 本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。

工业实用性

[79]

序列表自由内容

[80]

Claims

权利要求书

1.一种平板紧固系统，其特征在于包括：

至少两根安装导轨（1) ，其内开有若干开口啮合腔体；

若干啮合滑块（5) ，分别与开口啮合腔体配合安装；

所述平板置于导轨上，且分别与啮合滑块（5) 固定连接。

2.如权利要求 1所述的平板紧固系统，其特征在于：所述啮合滑块（5) 的数量是二块，开口啮合腔体为两个，分别是设于顶面上的第一开口啮合腔体（21) 和设于侧面上的第二开口啮合腔体（23) 。

3.如权利要求 2所述的平板紧固系统，其特征在于：

所述平板 (14) 包括若干顶部边框条 (144) 和背面边框 (146) ；平板紧固系统还包括：

一中间夹具（10) ，其包括一顶部法兰（109) ，顶部法兰（109) 两端各设有一边唇（102) ，与顶部边框条（144) 限位配合；顶部法兰（109) 下部设有一对垂直法兰（101) ，

垂直法兰（101) 之间水平设有一法兰支撑（108) ；

中间夹具（10) 通过一紧固螺栓（151) 与其中一啮合滑块（5) 固定连接

，该啮合滑块（5) 与第一开口啮合腔体（21) 配合安装；

一 L型紧固连接件（13) ，其包括一垂直法兰（134) 和一水平法兰（135 垂直法兰（134) 通过一紧固螺栓（153) 与另一啮合滑块（5) 固定连接，该啮合滑块（5) 与第二开口啮合腔体（23) 配合安装。

4.如权利要求 3所述的平板紧固系统，其特征在于：

安装导轨（1) 与第二开口啮合腔体（23) 相背的一侧还开有一平底开口滑槽（26) ；

所述平板紧固系统还包括：

一背面夹具（11) ，其包括一水平法兰（114) 和一垂直法兰（115) ，水平法兰（114) 和垂直法兰（115) 的端头各设有一边唇（111) ；一螺栓（155) ，其端部形状与平底开口滑槽（26) 相配合，并置于该滑槽 (26) 中滑动；垂直法兰（115) 与螺栓（155) 紧固连接，水平法兰（114 ) 通过一螺栓与背面边框（146) 固定连接。

5.如权利要求 1-4任意一项所述的平板紧固系统，其特征在于还包括：一末端夹具（12) ，其呈 'Z'字形，包括依次连接的一顶部法兰（124) 、一垂直法兰（125) 和一水平法兰 (126) ，顶部法兰（124) 端部设有一边唇

(122) ，与顶部边框条（144) 限位配合；水平法兰（126) 通过一紧固螺栓（159) 与一啮合滑块紧固，该啮合滑块与第一开口啮合腔体（₂₁₎ 配合安装。

6.如权利要求 5所述的平板紧固系统，其特征在于：

啮合滑块上表面开有两条平行的沟槽（51) ，下表面上设有两条平行的斜面凹陷 (52) ；

第一、二开口啮合腔体（21， 23) 中各设有一对与沟槽（15) 配合的突出物（211， 231) ，一对相互平行的脚杆（213， 233) ，脚杆（213， 233) 顶端有一对立脚（212， 232) ，该对立脚（212， 232) 与啮合滑块的斜面凹陷 (52) 啮合。

7.如权利要求 6所述的平板紧固系统，其特征在于：平板（14) 为太阳能平板组件。