WO2022265173A1 - 프로젝트 창문 시스템 - Google Patents

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WO2022265173A1
WO2022265173A1 PCT/KR2021/019155 KR2021019155W WO2022265173A1 WO 2022265173 A1 WO2022265173 A1 WO 2022265173A1 KR 2021019155 W KR2021019155 W KR 2021019155W WO 2022265173 A1 WO2022265173 A1 WO 2022265173A1
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solar panel
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PCT/KR2021/019155
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남춘환
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주식회사 썬플뢰르에너지솔루션
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Definitions

  • the present invention relates to a window that is opened and closed in a project method, and more particularly, to a window system in which a solar panel provided in a project window is easily detachable.
  • the present inventor invented a window (KR 10-19228920) for a photovoltaic power generation system in which the solar panel is tilted while the window is opened and closed in a project method, so that the angle or shade of sunlight can be affected as little as possible.
  • FIG. 1 shows a conventional project opening and closing type BIPV system, which includes a first frame 1 installed on an external window frame of a building and a second frame coupled to the first frame 1 ( 3) and a solar cell module 5 composed of a plurality of solar panels and installed inside the second frame 3, the second frame 3 performs opening and closing of the project method, and the solar cell module
  • the solar panel at (5) is tilted to maximize power production efficiency.
  • the conventional project opening and closing BIPV system has a problem in that the solar panel is composed of only solar cells and a frame supporting the cells, and thus, when the solar panel is closed, watertightness and external air blocking effect are poor.
  • the present invention has been made to solve the above problems, the problem to be solved by the present invention is to provide a project window system that is easy to install and remove the solar panel and maintenance is convenient.
  • the problem to be solved by the present invention is to provide a project window system capable of preventing jamming or disconnection of wires from the inside.
  • the problem to be solved by the present invention is to provide a project window system with excellent watertightness and external air blocking performance.
  • a project window system includes a window frame; A project frame whose upper end is hinged to the upper end of the window frame and whose lower end is opened and closed in a project manner as it moves away from or approaches the window frame; A project window system composed of a louver frame provided inside the project frame and a solar panel composed of a solar cell and a solar cell frame supporting the solar cell, wherein the louver frame is formed in the height direction of the project frame and is tilted A support plate on which a hole is formed, a panel holder having a tilt axis provided on the opposite side from which the solar panel is held, and the tilt axis being inserted into the tilt hole to hold the solar panel tiltably inside the support plate, the tilt axis is coupled to the support plate so that the solar panel is tiltably supported with respect to the louver frame from the outside of the support plate, the solar cell frame is slid and inserted through the open end of the panel holder, and the other end of the panel holder It is supported on the locking shoulder of the panel holder
  • the project window system according to the present invention is easy to maintain because the solar panel can be separated from the indoor side.
  • the project window system according to the present invention can prevent damage or disconnection of the wire because the wire is wired through a point where the position does not change, such as a hinge bar or a tilt axis.
  • the project window system according to the present invention can prevent jamming or disconnection of wires by placing a concave portion in a component that can interfere with the path in which wires are routed.
  • the project window system according to the present invention has high airtightness because the slit and the protrusion are fitted and sealed between the solar panels when the solar panels are closed.
  • Figure 2 is a perspective view of a project window system according to the present invention
  • 3 is a combined structure of a project frame, a louver frame and a solar panel
  • Figure 4 is a schematic diagram showing a form in which wires are wired as a whole in the present invention
  • FIG. 5 is a coupling structure of a louver frame and a solar panel
  • FIG. 6 is an operating state diagram of a louver frame and a solar panel
  • FIG. 7 is a coupling structure in which a solar cell frame is coupled to a louver frame
  • louver frame 9 is another embodiment of a louver frame
  • FIG. 10 is an operating state diagram of another embodiment of a louver frame and a solar panel
  • FIG. 11 is an exploded perspective view of a solar panel
  • FIG. 14 is an embodiment in which an index rubber is inserted into a solar cell frame.
  • the project window system according to the present invention includes a window frame 10, a project frame 20 that is opened and closed in a project manner with respect to the window frame 10, and a project frame 20 ) Consisting of a louver frame 30 provided on the inside and a solar panel 40 coupled to and tilted to the louver frame 30, a project cylinder for opening and closing the project frame 20 with respect to the window frame 10 50 and a tilt cylinder 60 for tilting the solar panel may be further provided.
  • the window frame 10 is a component that forms the outermost part of the project window system according to the present invention and is installed in a building so that the project window system according to the present invention can function as a window.
  • a threshold 11 protruding to the inside of the window frame 10 is provided so that when the project frame 20 is closed, watertightness and external air blocking are possible.
  • the project frame 20 is a component that opens and closes in a project manner as its upper end is hinged to the upper end of the window frame 10 and its lower end moves away from or close to the window frame 10 .
  • the project frame 20 is an upper cover forming a quadrangular frame so that the louver frame 30 can be provided inside ( 21), a side cover 22, a lower cover (not shown), a duct 23 coupled to the outside of the side cover 22 to be a moving passage of wires, and a project frame 20 coupled to the upper cover 21 It consists of a hinge bar 24 that enables rotation, and wire holes 25 are formed in the upper cover 21, the side cover 22, the duct 23, and the hinge bar 24.
  • the project window system according to the present invention passes the wires connected to the solar panel 40 through the duct 23, the side cover 22, the top cover 21, and the hinge bar 24 to the external device. It is possible to wire through the hole 25, and transmit the power generated by the solar panel 40 to the outside of the project window system according to the present invention, for example, an inverter or a power storage device.
  • FIG. 4 is a schematic diagram showing a form in which wires are wired as a whole in the present invention.
  • a plurality of solar panels 40 outputting a voltage of several V should be connected in series by wires (W). .
  • both ends of the wire (W) connected in series must be connected to an external device. Due to the nature of project operation of the project frame 20, the distance between the project frame 20 and the window frame 10 increases. Since the wiring becomes difficult and the electric wire (W) has a problem of being caught between the window frame 10 and the project frame 20, in the configuration as in the present invention, the electric wire (W) is the project frame 20 is the window frame 10 ).
  • FIG. 5 shows a coupling structure between a louver frame and a solar panel
  • FIG. 6 is an operating state diagram of a louver frame and a solar panel
  • FIG. 7 shows a coupling structure in which a solar cell frame is coupled to a louver frame
  • Figure 8 is the combined form ⁇ because it is coupled to the louver frame 30 is the solar cell frame 42
  • Figs. 7 and 8 show a solar cell frame instead of a solar panel.
  • the solar cell frame 42 is a component of the solar panel 40 ⁇ .
  • the louver frame 30 is a component provided inside the project frame 20 to enable the solar panel 40 to be tilted
  • the louver frame includes a support plate 31, a panel holder 32, a socket 33, a tilt Consists of a strip (34).
  • the support plate 31 is a plate-shaped component that is formed long in the height direction of the project frame 20, and the tilt hole 31-1 is located at a position corresponding to the axis on which the solar panel 40 is tilted. 40), and is provided one by one on both sides of the solar panel 40.
  • the reason why the tilt hole 31-1 is required is that the solar panel 40 can be rotated in the louver frame 30 only when the rotating shaft provided in the solar panel 40 comes out of the support plate 31.
  • the panel holder 32 is a component that fixes and holds the solar panel 40 on the inside of the support plate 31, and has a tilt axis 32-1 on the opposite side where the solar panel 40 is gripped.
  • a wire hole 32-2 is formed in the center of the shaft 32-1.
  • the socket 33 is coupled to the tilt axis 32-1 of the panel holder 32 from the outside of the support plate 31, so that the solar panel 40 is tiltably supported on the louver frame 30.
  • a wire hole 33-1 is formed in the center, so that the solar panel 40 and the electric wire W provided in the project frame 20 and the like can be electrically connected through the socket 33.
  • the reason why the wire (W) needs to be connected through the socket 33 located on the rotating shaft of the solar panel 40 is the same as the case described in FIG. 4 above as an example.
  • the socket 33 is provided with one or more protrusions 33-2.
  • a hole 34-1 is formed at a position corresponding to the protrusion 33-2 of the socket 33 so that the protrusion 33-2 provided on the socket 33 is vertically installed, that is, the project frame. It is a component that connects in the height direction of (20). Therefore, the tilt strip 34 is provided on both sides of the solar panel 40 by the number of protrusions 33-2 formed on the socket 33.
  • the socket 33 may have one protrusion 33-2 and one tilt strip 34, but if the frictional force for the tilt movement is different for each solar panel 40, the solar panel 40 Difficult to tilt smoothly. Therefore, it is preferable to include two protrusions 33-2 on the socket 33 and two tilt strips 34 so as to be tilted as if a mating force is applied.
  • the tilt strip 34 is not fixed to the protrusion 33-2 but is provided in a state of being rotatably fitted with respect to the protrusion 33-2. Accordingly, the solar panel 40 may be tilted simultaneously by moving the tilt strip 34 up and down.
  • the tilt strip 34 is provided with two per side of the louver frame 30, since the electric wire W passes between the tilt strips 34, the solar panel 40 is completely open or completely closed ⁇ socket ( Depending on the formation position of the protrusion 33-2 in 33), the wire may be caught when it is opened or the wire may be caught when it is closed ⁇ , as shown in FIG. 6 (b), the wire (W ) may cause problems.
  • 9 is another embodiment of the louver frame, in which two concave portions 34-2 are formed on opposite surfaces of a pair of tilt strips 34, respectively. In FIG. 9, the concave portion has a semicircular shape, and as shown in FIG.
  • the concave portion 34-2 of the tilt strip 34 facing the solar panel 40 is tilted so as to surround the wire W and function like a wire hole.
  • FIG. 11 is an exploded perspective view of a solar panel (for convenience of description, the panel holder 32 is shown together).
  • the solar panel 40 is composed of a solar cell 41 and a solar cell frame 42 supporting the solar cell 41, and the solar cell 41 is connected to the solar cell frame 42 with a wire (W).
  • a connector 43 is provided to do so.
  • Both ends (A) forming the width of the solar cell frame 42 are formed with a thickness thinner than the thickness of the solar panel 40, preferably 1/2, so that the cross section of the end is as if a flat plate was slightly bent. The reason for this is that when the solar panel 40 is completely closed by tilting, both ends of the adjacent solar panels overlap so that the closed solar panel surface is close to the plane.
  • the solar cell frame 42 includes a plurality of, preferably, a first subframe 42-1 including one of both ends and a third subframe 42-1 including the other one of both ends. 3), it is preferable to have three or more separate configurations including the second subframe 42-2 connecting the first subframe 42-1 and the third subframe 42-3.
  • This is related to problems in manufacturing, ease of change in solar cell panel specifications, and ease of maintenance.
  • the solar cell frame 42 can be made thin (not the entire thickness of the solar cell frame 42, but the thickness of the thin plate forming the solar cell frame 42). There is a problem that the solar cell frame 42 is easily crushed by an external force or has poor durability because there is only one (because the thickness of the thin plate must be reduced in order to increase the width while maintaining the extruded cross-sectional area). If the solar cell frame 42 is separately configured into a plurality of pieces as shown in FIG.
  • each of the separately configured parts 42-1, 42-2, and 42-3 can be extruded with general extrusion equipment, so that the solar cell frame 42 There is no need to sacrifice strength and durability (on this principle, the third subframe 42-2 may be further divided for ease of manufacture).
  • the ease of change of the solar cell panel specifications means that only the second subframe 42-2, which is the separated central part, can be changed even if the width of the solar cell 41 is changed to 10 cm, 15 cm, 20 cm, and the like.
  • the extrusion mold of the second subframe 42-2 is manufactured separately without the need to provide an extrusion mold for each width of the solar cell 41, and the first, Since the extrusion molds of the third subframes 42-1 and 42-3 can be used as they are, it is easy to respond even if the solar cell panel specifications are changed.
  • the ribs 42-4 are formed on the second subframe 42-2 of the solar cell frame 42 to help prevent deformation against external force.
  • the ease of maintenance is similar to the ease of changing the solar cell panel specifications, and when the solar cell frame 42 is damaged, there is no need to replace the entire solar cell frame 42, and each separately configured part (42-1, 42-2) , 42-3), this effect appears because only the damaged part can be replaced.
  • the connector 43 is disposed so that the terminal side faces the outside of the solar panel 40 in the longitudinal direction, that is, the panel holder 32 . This is to easily separate the solar panel 40 from inside the building. If the terminal of the connector 43 faces the inside of the solar panel 40 in the longitudinal direction, the wire W connected to the connector 43 is the shortest route. It is connected to the outside through the low panel holder 32, and therefore, when trying to separate the solar panel 40 from the panel holder 32, there is no margin in the length of the electric wire W, so the solar panel 40 can be easily moved indoors. (In the direction of the arrow in FIG. 9) it cannot be pulled out. On the other hand, in the case of the configuration shown in FIG.
  • the solar panel 40 is removed from the panel holder 32 because the wire W is inside while forming a certain degree of curvature to connect the wire W to the connector 43.
  • the solar panel 40 is removed from the panel holder 32 because the wire W is inside while forming a certain degree of curvature to connect the wire W to the connector 43.
  • the solar cell frame 42 is slide-inserted through the open end 32-3 of the panel holder 32, and is supported by the hook 32-5 of the other end 32-4 of the panel holder 32. Thereafter, the solar cell frame 42 is coupled to the panel holder 32 at the other end 32-4 of the panel holder 32 by means of fastening means. If the fastening means is a bolt 35, a bolt hole 32-6 is formed in the panel holder 32, and the solar cell frame 42 is coupled to the panel holder 32 through the bolt hole 32-6.
  • the reason why the holding jaw 32-5 is formed by partially opening the other end 32-4 of the panel holder 32 is related to the ease of separation and coupling of the solar panel 40 described above.
  • the project window system according to the present invention is difficult to separate once installed in a building, it is often repaired or replaced by separating only the solar panel 40. Therefore, it is necessary to be able to easily take out the solar panel 40 from indoors. If bolts are coupled at both sides of the panel holder 32 (outdoor side and indoor side when tilted open), it is very difficult to loosen the outdoor side bolts. On the other hand, as shown in FIG. 7, if the outdoor side is supported by the locking jaw 32-5 and the indoor side is fixed with bolts 35, etc., only the indoor bolt 35 is loosened and the solar panel 40 can be easily pulled out into the interior.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view when the solar panel is tilted and closed.
  • the solar cell frames 42 of the adjacent photovoltaic panels 40 come into contact with slits 42-5 at both ends A forming the width of the solar cell frame 42 so that watertightness and external air disconnection are possible.
  • the protrusion 42-6 are formed so that the protrusion 42-6 is inserted into the slit 42-5 of the adjacent solar panel 40.
  • FIG. 14 shows an embodiment in which an index rubber is inserted into a solar cell frame, and gripping parts 42-7 are formed along the length at both ends (A) of the solar cell frame 42, and the gripping parts ( If a long water stop rubber 44 is inserted into 42-7) so that the water stop rubber 44 is compressed to each other when adjacent solar cell frames 42 come into contact with each other, a higher watertightness and external air isolation effect can be seen.
  • the project cylinder 50 is installed between the window frame 10 and the project frame 20 so that the project frame 20 can open and close the project with respect to the window frame 10.
  • the tilt cylinder 60 is installed between the project frame 20 and the louver frame 30 so that the solar panel 40 connected to the louver frame 30 can tilt open and close with respect to the project frame 20.

Landscapes

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  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

본 발명은 프로젝트 창문에 구비되는 태양광 패널의 탈착이 쉬운 창문 시스템에 관한 것으로, 본 발명에 따른 프로젝트 창문 시스템은 창문 프레임(10); 상단이 상기 창문 프레임(10)의 상단에 힌지 결합되고 하단이 창문프레임(10)에 대해 멀어지거나 가까워지면서 프로젝트 방식으로 개폐되는 프로젝트 프레임(20); 상기 프로젝트 프레임(20) 내측에 구비되는 루버 프레임(30) 및 태양전지(41)와 상기 태양전지(41)를 지지하는 태양전지 프레임(42)으로 구성되는 태양광 패널(40)로 구성되는 프로젝트 창문 시스템으로서, 상기 루버 프레임(30)이 상기 프로젝트 프레임(20)의 높이 방향으로 형성되고 틸트홀(31-1)이 형성된 지지판(31), 상기 태양광 패널(40)이 파지되는 반대쪽에 틸트축(32-1)이 구비되고 상기 틸트축(32-1)이 상기 틸트홀(31-1)에 삽입되어 상기 지지판(31)의 내측에서 상기 태양광 패널(40)을 틸트 가능하게 파지하는 패널 홀더(32), 상기 틸트축(32-1)에 결합되어 상기 지지판(31) 외측에서 상기 태양광 패널(40)이 상기 루버 프레임(30)에 대해 틸트 가능하게 지지되도록 하는 소켓(33)으로 구성되고, 상기 태양전지 프레임(42)이 상기 패널 홀더(32)의 개방된 일단(32-3)을 통해 슬라이드 삽입되고, 상기 패널 홀더(32) 타단(32-4)의 걸림턱(32-5)에 지지되며, 상기 패널 홀더(32)의 타단(32-4)에서 상기 태양전지 프레임(42)이 상기 패널 홀더(32)에 체결되는 것을 기술적 특징으로 한다.

Description

프로젝트 창문 시스템
본 발명은 프로젝트 방식으로 개폐되는 창문에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 프로젝트 창문에 구비되는 태양광 패널의 탈착이 쉬운 창문 시스템에 관한 것이다.
온실가스 감축이 세계 각국의 주요 이슈가 됨에 따라 온실가스를 감축하기 위한 방안들이 속속 등장하고 있다. 이러한 방안 중 하나는 화석에너지의 사용을 줄이기 위하여 건축물에 태양광 패널을 설치하거나 건축물의 일부에 태양광 패널이 포함되도록 하는 것인데, 크게 BAPV(Building Applied Photovolatics, 건물 부착형 태양광 발전)과 BIPV(Building Integrated Photovolatic System, 건물 일체형 태양광 발전)으로 나눌 수 있다.
그런데 BIPV의 경우 발전 기능을 하면서 건축물의 건축재 역할을 해야 하므로 설치 환경에 따라 맞춤 제작해야 하는 문제가 있고, 설치를 한다 하더라도 태양광의 조사 각도, 음영 등의 영향으로 인해 발전 효율이 낮다는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명자는 창문이 프로젝트 방식으로 개폐되면서 태양광 패널이 틸트되어 태양광의 조사 각도나 음영에 최대한 영향을 적게 받을 수 있는 태양광 발전시스템용 창문(KR 10-19228920)을 발명한 바가 있다.
도 1은 종래의 프로젝트 개폐방식 BIPV 시스템을 도시한 것으로, 종래의 프로젝트 개폐방식 BIPV 시스템은 건물의 외부 창틀에 설치되는 제1 프레임(1), 제1 프레임(1)에 결합되는 제2 프레임(3) 및 복수 개의 태양광 패널로 구성되어 제2 프레임(3)의 내곽에 설치되는 태양전지 모듈(5)로 구성되어, 제2 프레임(3)이 프로젝트 방식의 개폐를 수행하고, 태양전지 모듈(5)의 태양광 패널이 틸트되어 전력 생산 효율을 극대화한다.
종래의 프로젝트 개폐방식 BIPV 시스템은 건물의 창문을 대신하여 설치되는 것이기 때문에 한번 설치하면 분리가 어렵다. 그런데 태양광 패널의 경우 물리적 충돌에 의한 파손이나 전기적 충격에 따른 회로 손상 등으로 교체가 필요한 경우가 발생하는데 종래의 프로젝트 개폐방식 BIPV 시스템은 이러한 유지보수의 편의가 부족하다는 문제점이 있다.
또한, 종래의 프로젝트 개폐방식 BIPV 시스템에는 태양광 패널에서 생산되는 전력의 전달 구조가 전혀 개시되어 있지 않은데, 프로젝트 창문의 특성상, 더욱이 태양광 패널이 틸트되면서 개폐되는 구조상 전선이 프로젝트 창문 내에서 끼임에 의해 손상될 가능성이 있는데 이에 대한 해결책을 제시하지 못하는 문제점이 있다.
또한, 종래의 프로젝트 개폐방식 BIPV 시스템은 태양광 패널이 태양전지 셀과 셀을 지지하는 프레임으로만 구성되어 있어, 태양광 패널을 닫았을 때 수밀 및 외기 차단 효과가 떨어지는 문제점이 있다.
본 발명은 위와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 태양광 패널의 탈착이 용이하여 유지보수가 편리한 프로젝트 창문 시스템을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 내부에서 전선의 끼임이나 단선을 방지할 수 있는 프로젝트 창문 시스템을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 수밀 및 외기 차단 성능이 우수한 프로젝트 창문 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 프로젝트 창문 시스템은 창문 프레임; 상단이 상기 창문 프레임의 상단에 힌지 결합되고 하단이 창문프레임에 대해 멀어지거나 가까워지면서 프로젝트 방식으로 개폐되는 프로젝트 프레임; 상기 프로젝트 프레임 내측에 구비되는 루버 프레임 및 태양전지와 상기 태양전지를 지지하는 태양전지 프레임으로 구성되는 태양광 패널로 구성되는 프로젝트 창문 시스템으로서, 상기 루버 프레임이 상기 프로젝트 프레임의 높이 방향으로 형성되고 틸트홀이 형성된 지지판, 상기 태양광 패널이 파지되는 반대쪽에 틸트축이 구비되고 상기 틸트축이 상기 틸트홀에 삽입되어 상기 지지판의 내측에서 상기 태양광 패널을 틸트 가능하게 파지하는 패널 홀더, 상기 틸트축에 결합되어 상기 지지판 외측에서 상기 태양광 패널이 상기 루버 프레임에 대해 틸트 가능하게 지지되도록 하는 소켓으로 구성되고, 상기 태양전지 프레임이 상기 패널 홀더의 개방된 일단을 통해 슬라이드 삽입되고, 상기 패널 홀더 타단의 걸림턱에 지지되며, 상기 패널 홀더의 타단에서 상기 태양전지 프레임이 상기 패널 홀더에 체결되는 것을 기술적 특징으로 한다.
본 발명에 따른 프로젝트 창문 시스템은 실내측에서 태양광 패널을 분리할 수 있기 때문에 유지보수가 용이하다.
또한, 본 발명에 따른 프로젝트 창문 시스템은 힌지바나 틸트축과 같이 위치 변동이 없는 지점을 통해 전선을 배선하기 때문에 전선의 훼손이나 단선을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 프로젝트 창문 시스템은 전선이 배선되는 경로에 간섭될 수 있는 구성요소에 오목부를 두어 전선의 끼임이나 단선을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 프로젝트 창문 시스템은 태양광 패널이 폐쇄되었을 때 태양광 패널 사이를 슬릿과 돌출부가 끼움 결합되어 밀폐하기 때문에 기밀성이 높다.
도 1은 종래의 프로젝트 개폐방식 BIPV 시스템
도 2는 본 발명에 따른 프로젝트 창문 시스템의 사시도
도 3은 프로젝트 프레임, 루버 프레임 및 태양광 패널의 결합 구조
도 4는 본 발명에서 전선이 전체적으로 배선되는 형태를 도시한 개략도
도 5는 루버 프레임과 태양광 패널의 결합구조
도 6은 루버 프레임과 태양광 패널의 작동상태도
도 7은 태양전지 프레임이 루버 프레임에 결합되는 결합구조
도 8은 태양전지 프레임이 루버 프레임에 결합된 형태
도 9는 루버 프레임의 다른 실시형태
도 10은 루버 프레임의 다른 실시형태와 태양광 패널의 작동상태도
도 11은 태양광 패널의 분리 사시도
도 12는 태양전지 프레임의 단면도
도 13은 태양광 패널이 틸트되어 폐쇄되는 경우의 단면도
도 14는 태양전지 프레임에 지수고무가 삽입된 실시형태.
이하에서는 본 발명에 따른 프로젝트 창문 시스템을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 프로젝트 창문 시스템의 사시도로서, 본 발명에 따른 프로젝트 창문 시스템은 창문 프레임(10), 창문 프레임(10)에 대해 프로젝트 방식으로 개폐되는 프로젝트 프레임(20), 프로젝트 프레임(20)에 내측에 구비되는 루버 프레임(30) 및 루버 프레임(30)에 결합되어 틸트되는 태양광 패널(40)로 구성되고, 프로젝트 프레임(20)을 창문 프레임(10)에 대해 프로젝트 개폐시키는 프로젝트 실린더(50) 및 태양광 패널을 틸트시키는 틸트 실린더(60)가 더 구비될 수 있다.
창문 프레임(10)은 본 발명에 따른 프로젝트 창문 시스템의 최외곽을 형성하여 건축물에 설치되어 본 발명에 따른 프로젝트 창문 시스템이 창문 역할을 할 수 있도록 하는 구성요소이다. 창문 프레임(10)의 내측으로 돌출된 문턱(11)이 구비되어 프로젝트 프레임(20)이 닫혔을 때 수밀 및 외기 차단이 가능하도록 한다.
프로젝트 프레임(20)은 상단이 창문 프레임(10)의 상단에 힌지 결합되고 하단이 창문 프레임(10)에 대해 멀어지거나 가까워지면서 프로젝트 방식으로 개폐되는 구성요소이다.
도 3은 프로젝트 프레임, 루버 프레임 및 태양광 패널의 결합 구조를 도시한 일부 분리 사시도로서, 프로젝트 프레임(20)은 루버 프레임(30)을 내측에 구비할 수 있도록 4각 프레임을 형성하는 상부 커버(21), 측면 커버(22), 하부 커버(미도시), 측면 커버(22) 외측에 결합되어 전선의 이동 통로가 되는 덕트(23), 상부 커버(21) 위에 결합되어 프로젝트 프레임(20)을 회동 가능하게 하는 힌지바(24)로 구성되고, 상부 커버(21), 측면 커버(22), 덕트(23), 힌지바(24)에 전선홀(25)이 형성된다. 이러한 구조로 인해 본 발명에 따른 프로젝트 창문 시스템은 태양광 패널(40)에 연결된 전선을 덕트(23), 측면 커버(22), 상부 커버(21), 힌지바(24)를 거쳐 외부장치까지 전선홀(25)을 통해 배선할 수 있게 되고, 태양광 패널(40)에서 생성된 전력을 본 발명에 따른 프로젝트 창문 시스템의 외부, 예를 들면 인버터나 전력 저장장치로 전송할 수 있는 것이다.
도 4는 본 발명에서 전선이 전체적으로 배선되는 형태를 도시한 개략도로서 수십 V의 인버터 전압을 고려할 때 수 V 전압이 출력되는 태양광 패널(40)은 복수 개가 전선(W)에 의해 직렬 연결되어야 한다. 그리고 직렬 연결된 전선(W)의 양 끝단이 외부장치에 연결되어야 하는데, 프로젝트 프레임(20)이 프로젝트 동작하는 특성상 프로젝트 프레임(20)과 창문 프레임(10)의 거리가 멀어질수록 전선(W)의 배선이 어려워지게 되고 전선(W)이 창문 프레임(10)과 프로젝트 프레임(20) 사이에 끼는 문제가 발생되므로, 본 발명과 같은 구성에서는 전선(W)이 프로젝트 프레임(20)이 창문 프레임(10)에 대해 회동 운동하는 지점인 힌지바(24)를 통해 외부장치와 연결되는 것이 타당하다 할 것이다.
도 5는 루버 프레임과 태양광 패널의 결합구조를 도시한 것이고, 도 6은 루버 프레임과 태양광 패널의 작동상태도이며, 도 7은 태양전지 프레임이 루버 프레임에 결합되는 결합구조를 도시한 것이고, 도 8은 그 결합된 형태이다{루버 프레임(30)에 결합되는 것은 태양전지 프레임(42)이므로 도 7 및 도 8은 태양광 패널 대신 태양전지 프레임을 도시하였다. 태양전지 프레임(42)은 태양광 패널(40)의 구성요소이다}. 루버 프레임(30)은 프로젝트 프레임(20) 내측에 구비되어 태양광 패널(40)을 틸트 가능하게 하는 구성요소로서, 루버 프레임은 지지판(31), 패널 홀더(32), 소켓(33), 틸트 스트립(34)으로 구성된다.
지지판(31)은 프로젝트 프레임(20)의 높이 방향으로 길게 형성되어 있는 판상 구성요소로서, 태양광 패널(40)이 틸트되는 축에 대응되는 위치에 틸트홀(31-1)이 태양광 패널(40)의 숫자만큼 형성되어 태양광 패널(40)의 양측에 각각 1개씩 구비된다. 틸트홀(31-1)이 필요한 이유는 태양광 패널(40)에 구비되는 회전축이 지지판(31) 외측으로 빠져나와야 루버 프레임(30)에서 태양광 패널(40)을 회전시킬 수 있기 때문이다.
패널 홀더(32)는 지지판(31)의 내측에서 태양광 패널(40)을 고정하여 파지하는 구성요소로서, 태양광 패널(40)이 파지되는 반대쪽에 틸트축(32-1)이 구비되고 틸트축(32-1)의 중앙에 전선홀(32-2)이 형성된다. 패널 홀더(32)는 태양광 패널(40)을 파지하는 방향에서 단면을 볼 때 일단(32-3)은 개방되고, 타단(32-4)은 걸림턱(32-5)이 형성되어 일부만 개방된 형상으로 되어 있으며, 개방된 일단(32-3)에 볼트홀(32-6)이 형성된다. 이는 태양광 패널(40)의 결합 및 분리를 쉽게 하기 위한 것으로 추후 다시 설명하도록 한다.
소켓(33)은 지지판(31) 외측에서 패널 홀더(32)의 틸트축(32-1)에 결합되어, 태양광 패널(40)이 루버 프레임(30)에 틸트 가능하게 지지되도록 하는 역할을 하는 동시에 중앙에 전선홀(33-1)이 형성되어, 소켓(33)을 통해 태양광 패널(40)과 프로젝트 프레임(20) 등에 구비된 전선(W)이 전기적으로 연결될 수 있다. 태양광 패널(40)의 회전축에 위치하는 소켓(33)을 통해 전선(W)이 연결되어야 하는 이유는 위 도 4를 예로 설명한 경우와 동일하다. 소켓(33)에는 1개 이상의 돌기(33-2)가 구비된다.
틸트 스트립(34)은 소켓(33)의 돌기(33-2)에 대응되는 위치에 홀(34-1)이 형성되어 소켓(33)에 구비된 돌기(33-2)를 세로, 즉 프로젝트 프레임(20)의 높이 방향으로 연결하는 구성요소이다. 따라서 틸트 스트립(34)은 태양광 패널(40)의 양측에 소켓(33)에 형성되는 돌기(33-2)의 개수만큼 구비된다. 소켓(33)에 돌기(33-2)가 1개, 틸트 스트립(34)이 1개로 구성될 수도 있으나, 태양광 패널(40)마다 틸트 운동에 대한 마찰력이 다른 경우 태양광 패널(40)을 부드럽게 틸트시키기 어렵다. 그러므로 소켓(33)에 돌기(33-2) 2개를 구비하고 틸트 스트립(34)도 2개로 구성하여 마치 짝힘이 작용하는 것처럼 틸트되도록 하는 것이 바람직하다. 틸트 스트립(34)은 돌기(33-2)에 고정되지 않고 돌기(33-2)에 대해 회전 가능하도록 끼움 결합된 상태로 구비된다. 따라서 틸트 스트립(34)을 위, 아래로 이동시킴으로써 태양광 패널(40)을 일제히 틸트시킬 수 있다.
그런데 틸트 스트립(34)이 루버 프레임(30)의 일측당 2개로 구비되는 경우 틸트 스트립(34) 사이를 전선(W)이 지나가기 때문에 태양광 패널(40)을 완전 개방 또는 완전 폐쇄{소켓(33)에서 돌기(33-2)의 형성 위치에 따라 개방되었을 때 전선이 낄 수도 있고 폐쇄되었을 때 전선이 낄 수도 있다}했을 때 도 6(b)와 같이 틸트 스트립(34) 사이에 전선(W)이 끼는 문제가 발생될 수 있다. 도 9는 루버 프레임의 다른 실시형태로서 한쌍의 틸트 스트립(34)의 대향면에 각각 2개의 오목부(34-2)가 형성된다. 도 9에서 오목부는 반원형인데, 도 10에서와 같이 마주보는 틸트 스트립(34)의 오목부(34-2)가 태양광 패널(40)이 틸트됨에 따라 전선(W)을 감싸 마치 전선홀처럼 기능하게 된다. 따라서 도 5나 도 6의 구성에서 발생되는 전선의 끼임 현상을 방지할 수 있고, 따라서 단선, 누전과 같은 고장의 염려가 현저히 낮아진다.
도 11은 태양광 패널의 분리 사시도이다{설명의 편의를 위해 패널 홀더(32)를 같이 도시하였다}. 태양광 패널(40)은 태양전지(41) 및 태양전지(41)를 지지하는 태양전지 프레임(42)으로 구성되고, 태양전지 프레임(42)에 태양전지(41)를 전선(W)과 연결하기 위한 커넥터(43)가 구비된다.
태양전지 프레임(42)의 폭을 이루는 양 끝단(A)은 두께가 태양광 패널(40)의 두께보다 얇게, 바람직하게는 1/2로 형성되어, 끝단의 단면이 마치 평판을 약간 절곡시킨 것처럼 되어야 하는데 그 이유는 태양광 패널(40)을 틸트시켜 완전 폐쇄하였을 때 인접한 태양광 패널의 양 끝단이 겹쳐 폐쇄된 태양광 패널면이 평면에 가깝게 되어야 하기 때문이다.
태양전지 프레임(42)은 도 12와 같이 복수 개, 바람직하게는 양 끝단 중 어느 하나를 포함하는 제1 서브프레임(42-1), 양 끝단 중 다른 하나를 포함하는 제3 서브프레임(42-3), 제1 서브프레임(42-1)과 제3 서브프레임(42-3)을 연결하는 제2 서브프레임(42-2)을 포함하여 3개 이상으로 분리 구성되는 것이 바람직하다. 이는 제조상의 문제, 태양전지 패널 규격의 변경 용이성 및 유지보수의 용이성과 관련이 있다. 먼저 제조의 문제를 살펴보면, 태양전지 프레임(42)을 압출 제조하는 경우 태양전지 패널의 폭이 큰 경우 태양전지 프레임(42)의 압출 단면적이 넓어져 높은 압출력을 가진 장비를 사용하여야 하는데 이러한 장비는 구하기도 어렵고 구하더라도 고가라는 문제가 있다. 일반적인 압출 장비를 사용하려면 압출 단면적을 높이지 못하는데 이 경우는 태양전지 프레임(42)을 얇게{태양전지 프레임(42)의 전체 두께가 아니라 태양전지 프레임(42)을 이루는 얇은 판의 두께} 할 수 밖에 없으므로(압출 단면적은 유지한채로 폭을 넓히기 위해서는 얇은 판의 두께를 줄여야 하므로) 태양전지 프레임(42)이 외력에 쉽게 찌그러지거나 내구성이 떨어지는 문제가 있다. 태양전지 프레임(42)을 도 12와 같이 복수 개로 분리 구성하면 각 분리 구성된 부분(42-1, 42-2, 42-3)을 일반적인 압출 장비로 압출 제조할 수 있으므로 태양전지 프레임(42)의 강도와 내구성을 희생하지 않아도 된다{이러한 원리로 제3 서브프레임(42-2)가 제조의 용이성을 위해 더 분할될 수도 있다}. 태양전지 패널 규격의 변경 용이성은 태양전지(41)의 폭이 10㎝, 15㎝, 20㎝ 등으로 바뀌더라도 분리된 가운데 부분인 제2 서브프레임(42-2)만 변경할 수 있다는 뜻이다. 즉, 태양전지(41) 폭이 다른 제품을 제조할 시에 태양전지(41)의 폭별로 압출 금형을 구비할 필요없이 제2 서브프레임(42-2)의 압출 금형만 따로 제작하고 제1, 제3 서브프레임(42-1, 42-3)의 압출 금형은 그대로 사용할 수 있어 태양전지 패널 규격이 변경되더라도 대응이 용이하다. 태양전지 프레임(42)의 제2 서브프레임(42-2)에 리브(42-4)를 형성하여 외력에 대한 변형 방지에 도움을 줄 수 있다. 유지보수의 용이성은 태양전지 패널 규격의 변경 용이성과 유사한데, 태양전지 프레임(42)이 손상되었을 때 태양전지 프레임(42) 전부를 교체할 필요없이 각 분리 구성된 부분(42-1, 42-2, 42-3) 중 손상된 부분만 교체 가능하기 때문에 나타나는 효과이다.
커넥터(43)는 단자가 있는 쪽이 태양광 패널(40)의 길이 방향 바깥, 즉 패널 홀더(32)를 바라보도록 배치되는 것이 바람직하다. 이는 건축물 내부에서 태양광 패널(40)을 쉽게 분리하기 위한 것인데, 만약 커넥터(43) 단자가 태양광 패널(40)의 길이 방향 안쪽을 향한다면 커넥터(43)에 연결된 전선(W)이 최단경로로 패널 홀더(32)를 통해 외부로 연결되고, 따라서 태양광 패널(40)을 패널 홀더(32)로부터 분리하려할 때 전선(W) 길이에 여유가 없어 태양광 패널(40)을 쉽게 실내측(도 9에서 화살표 방향)으로 빼낼 수가 없다. 반면, 도 11과 같은 구성이라면 커넥터(43)에 전선(W)이 연결되기 위해 어느 정도 곡률을 이루면서 전선(W)이 내부에 들어가 있기 때문에 태양광 패널(40)을 패널 홀더(32)에서 빼내려고 할 때 곡률을 이루어 내부에 들어간만큼(도 11에서 B 정도) 여유가 있어 태양광 패널을 실내에서 분리하여 태양전지(41)나 커넥터(43) 교체 등의 유지보수가 가능한 것이다.
다시 도 7 및 도 8을 참조하여 설명한다. 태양전지 프레임(42)은 패널 홀더(32)의 개방된 일단(32-3)을 통해 슬라이드 삽입되고, 패널 홀더(32) 타단(32-4)의 걸림턱(32-5)에 지지된다. 이후 패널 홀더(32) 타단(32-4)에서 태양전지 프레임(42)이 패널 홀더(32)에 체결수단에 의해 결합된다. 체결수단이 볼트(35)라면 패널 홀더(32)에 볼트홀(32-6)이 형성되고 이를 통해 태양전지 프레임(42)이 패널 홀더(32)에 결합된다. 본 발명에서 패널 홀더(32) 타단(32-4)을 일부만 개방되도록 하여 걸림턱(32-5)을 형성하는 이유는 앞서 설명한 태양광 패널(40)의 분리, 결합의 용이성과 관련이 있다. 본 발명에 따른 프로젝트 창문 시스템은 한번 건축물에 설치하고 나면 분리가 어려우므로 태양광 패널(40)만 분리하여 수리나 교체하는 경우가 많다. 따라서 실내에서 태양광 패널(40)을 쉽게 빼낼 수 있어야 하는데, 만약 패널 홀더(32)의 양측(틸트 개방되었을 때 실외측와 실내측)에서 볼트 결합되어 있다면 실외측 볼트를 풀기가 매우 어렵다. 반면, 도 7과 같이 실외측은 걸림턱(32-5)에 의해 걸림 지지되도록 하고, 실내측을 볼트(35) 등으로 고정하는 구성이라면, 실내측 볼트(35)만 풀고 태양광 패널(40)을 실내측으로 쉽게 빼낼 수 있게 된다.
도 13은 태양광 패널이 틸트되어 폐쇄되는 경우의 단면도이다. 완전 폐쇄되었을 때 인접한 태양광 패널(40)의 태양전지 프레임(42)이 맞닿아 수밀 및 외기 단절이 가능하도록 태양전지 프레임(42)의 폭을 이루는 양 끝단(A)에 각각 슬릿(42-5)과 돌출부(42-6)가 형성되어 이웃한 태양광 패널(40)의 슬릿(42-5)에 돌출부(42-6)가 삽입되는 구조임을 알 수 있다. 도 14는 태양전지 프레임에 지수고무가 삽입된 실시형태를 도시한 것으로, 태양전지 프레임(42)의 양 끝단(A)에 길이를 따라 길게 파지부(42-7)를 형성하고, 파지부(42-7)에 긴 지수고무(44)를 삽입하여 이웃한 태양전지 프레임(42)이 맞닿았을 때 지수고무(44)가 서로 압착되도록 하면 더욱 높은 수밀 및 외기 단절 효과를 볼 수 있다.
프로젝트 실린더(50)는 창문 프레임(10)과 프로젝트 프레임(20) 사이에 설치되어 프로젝트 프레임(20)이 창문 프레임(10)에 대해 프로젝트 개폐 가능하도록 한다.
틸트 실린더(60)는 프로젝트 프레임(20)과 루버 프레임(30) 사이에 설치되어 루버 프레임(30)에 연결된 태양광 패널(40)이 프로젝트 프레임(20)에 대해 틸트 개폐 가능하도록 한다.
[부호의 설명]
10 창문 프레임 11 문턱
20 프로젝트 프레임 21 상부 커버
22 측면 커버 23 덕트
24 힌지바 25, 32-2, 33-1 전선홀
30 루버 프레임 31 지지판
31-1 틸트홀 32 패널 홀더
32-1 틸트축 32-3 패널 홀드 일단
32-4 패널 홀드 타단 32-5 걸림턱
32-6 볼트홀 33 소켓
33-2 돌기 34 틸트 스트립
34-1 홀 35 볼트
40 태양광 패널 41 태양전지
42 태양전지 프레임 43 커넥터
50 프로젝트 실린더 60 틸트 실린더
CROSS-REFERENCE TO RELATED APPLICATION
본 특허출원은 2021년 06월 16일 한국에 출원한 특허출원번호 제 10-2021-0078008, 10-2021-0078017, 및 10-2021-0078026 호에 대해 미국 특허법 119(a)조 (35 U.S.C § 119(a))에 따라 우선권을 주장하며, 그 모든 내용은 참고문헌으로 본 특허출원에 병합된다. 아울러, 본 특허출원은 미국 이외에 국가에 대해서도 위와 동일한 이유로 우선권을 주장하면 그 모든 내용은 참고문헌으로 본 특허출원에 병합된다.

Claims (7)

  1. 창문 프레임(10);
    상단이 상기 창문 프레임(10)의 상단에 힌지 결합되고 하단이 창문프레임(10)에 대해 멀어지거나 가까워지면서 프로젝트 방식으로 개폐되는 프로젝트 프레임(20);
    상기 프로젝트 프레임(20) 내측에 구비되는 루버 프레임(30) 및
    태양전지(41)와 상기 태양전지(41)를 지지하는 태양전지 프레임(42)으로 구성되는 태양광 패널(40)로 구성되는 프로젝트 창문 시스템으로서,
    상기 프로젝트 프레임(20)이 상기 4각 프레임을 형성하는 상부 커버(21), 측면 커버(22), 하부 커버 및 상기 상부 커버(21) 위에 결합되어 상기 프로젝트 프레임(20)을 회동 가능하게 하는 힌지바(24)로 구성되고, 상부 커버(21), 측면 커버(22), 힌지바(24)에 전선홀(25)이 형성되며, 상기 태양광 패널(40)에 연결된 전선(W)이 상기 측면 커버(22), 상부 커버(21), 힌지바(24)의 전선홀(25)을 통해 외부 장치에 연결되는 것을 특징으로 하는 프로젝트 창문 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 루버 프레임(30)이 상기 프로젝트 프레임(20)의 높이 방향으로 형성된 지지판(31), 상기 지지판(31)의 내측에서 상기 태양광 패널(40)을 틸트 가능하게 파지하는 패널 홀더(32), 상기 지지판(31) 외측에서 상기 태양광 패널(40)이 상기 루버 프레임(30)에 대해 틸트 가능하게 지지되도록 하는 소켓(33), 상기 소켓(33)을 동시에 회전시키는 틸트 프레임(34)으로 구성되고,
    상기 틸트 프레임(34)에 오목부(34-2)가 형성된 것을 특징으로 하는 프로젝트 창문 시스템.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 지지판(31)은 틸트홀(31-1)이 형성되고,
    상기 패널 홀더(32)는 상기 태양광 패널(40)이 파지되는 반대쪽에 틸트축(32-1)이 구비되어 상기 틸트축(32-1)이 상기 틸트홀(31-1)에 삽입되며,
    상기 소켓(33)은 상기 틸트축(32-1)에 결합되고,
    상기 태양전지 프레임(42)이 상기 패널 홀더(32)의 개방된 일단(32-3)을 통해 슬라이드 삽입되고, 상기 패널 홀더(32) 타단(32-4)의 걸림턱(32-5)에 지지되며, 상기 패널 홀더(32)의 타단(32-4)에서 상기 태양전지 프레임(42)이 상기 패널 홀더(32)에 체결되는 것을 특징으로 하는 프로젝트 창문 시스템.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 소켓(33)에 돌기(33-2)가 1개 이상 형성되고, 상기 루버 프레임(30)이 상기 소켓(33)의 돌기(33-2)에 대응되는 위치에 홀(34-1)이 형성된 틸트 스트립(34)을 더 구비하며, 상기 틸트 스트립(34)이 상기 소켓(33)에 구비된 돌기(33-2)를 상기 프로젝트 프레임(20)의 높이 방향으로 연결하여 복수의 상기 태양광 패널(40)이 일체로 틸트 가능한 것을 특징으로 하는 프로젝트 창문 시스템.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 태양전지 프레임(42)이 태양전지 프레임(42)의 양 끝단 중 어느 하나를 포함하는 제1 서브프레임(42-1), 양 끝단 중 다른 하나를 포함하는 제3 서브프레임(42-3), 제1 서브프레임(42-1)과 제3 서브프레임(42-3)을 연결하는 제2 서브프레임(42-2)을 포함하여 3개 이상으로 분리 구성되는 것을 특징으로 하는 프로젝트 창문 시스템.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 태양전지 프레임(42)의 폭을 이루는 양 끝단(A)의 두께가 상기 태양광 패널(40)의 두께보다 얇게 형성되고,
    상기 양 끝단(A)에 각각 슬릿(42-5)과 돌출부(42-6)가 형성되어 상기 태양광 패널(40)이 폐쇄되었을 때 상기 태양광 패널(40)의 슬릿(42-5)에 이웃한 태양광 패널(40)의 돌출부(42-6)가 삽입되는 것을 특징으로 하는 프로젝트 창문 시스템.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 태양전지 프레임(42)의 양 끝단(A)에 파지부(42-7)가 형성되고, 상기 파지부(42-7)에 지수고무(44)가 삽입되어 이웃한 태양전지 프레임(42)이 맞닿았을 때 상기 지수고무(44)가 서로 압착되는 것을 특징으로 하는 프로젝트 창문 시스템.
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