KR820001484B1 - 태양에너지 수집지붕 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

태양에너지 수집지붕

제1도는 금속지붕재로 시공된 지붕의 사시도.

제2도는 금속지붕재의 종단면도.

제3도는 제1도의 III-III 단면도.

제4도는 지붕에 콜렉터(Collector)를 부착한 상태도.

제5도는 제4도의 V-V 단면도.

제6도는 본 발명의 콜렉터부착 금속지붕의 사시도.

제7도는 접속부재의 사시도.

제8도는 커버의 사시도.

제9도는 콜렉터의 측단부에 사용하는 접속부재의 사시도.

제10도는 커버유리 프레임의 사시도.

제11도는 제10도의 XI-XI 단면도.

제12도는 커버유리 프레임의 상하 결합상태의 단면도.

제13도는 제10도의 XII 화살부 상세도.

제14도는 제10도의 XIII 화살부 상세도.

제15도는 제4도의 XV-XV 단면도이고, 접속부재에 의한 커버유리 프레임의 부착방법 설명도.

제16도는 제4도의 XVI 화살부이고 콜렉터의 처마 끝부분의 상세한 구성을 나타내는 도면.

제17도는 접속부재부의 캡 부착방법 설명도.

제18도는 캡의 상세도.

제19도는 콜렉터의 처마부의 구조를 나타내는 도면.

제20도는 접속부재 및 커버유리 프레임의 다른 실시예를 나타내는 도면.

제21도는 커버유리 프레임의 결합방법을 나타내는 도면.

제22도는 콜렉터 하부에 이어지는 지붕재의 사시도.

제23도는 제22도의 XXIII-XXIII 단면도.

제24도는 본 발명의 제2 실시예의 부착(단, 콜렉터 배관은 제외) 단면도.

제25도는 콜렉터의 최외측 단부에 사용하는 접속부재.

제26도는 제25도에 나타낸 접속부재의 커버.

제27도는 일부를 파단한 콜렉터의 사시도.

제28도는 제27도의 VIII-VIII 단면도.

제29도는 커버유리 프레임의 사시도.

제30도는 세로레일.

제31도는 상부레일.

제32도는 하부레일.

제33도는 커버유리 프레임을 접속부재에 고정하는 방법을 나타내는 사시도.

제34도는 고정구.

제35도는 커버유리 프레임의 접속부 구조를 나타내는 사시도.

제36도는 조정구.

제37도는 지구.

제38도는 본 발명에 의한 태양에너지 수집지붕의 사시도.

제39도 내지 제42도는 본 발명에 의한 각부 단열벽의 단면도이고, 각각의 세로방향 간막이, 용마루부, 처마부 및 중간부 구조를 나타내는 도면.

제43도는 본 실시예에 사용되는 금속지붕재의 단면도.

제44도는 본 실시예에 의한 접속부재의 단면도.

제45도는 지붕측부에 사용하는 접속부재의 단면도.

제46도 내지 제50도는 세로레일, 중간부 윗레일, 중간부 아랫레일, 용마루부 윗레일 및 처마 아랫레일 각각의 프레임재의 단면도.

제51도 및 제52도는 가로레일 부착요령의 정면 및 평면도.

제53도는 접속부재와 세로레일과의 부착도.

제54도 및 제55도는 중간부 윗레일과 아랫레일의 결합단면도.

제56도는 동상의 부착요령도.

제57도는 처마부 아랫레일의 위치결정 및 결합도.

제58도는 처마부의 부분조립도.

제59도는 용마루부의 부분조립도.

제60도는 본 발명의 태양열지붕에 적응되는 콜렉터 수세, 살수 시스템의 일실시예의 부분사시도.

제61도는 동상 시스템에 사용되는 접속부재의 절단부분도.

본 발명은 신규의 태양에너지 수집지붕(Solar energy collecting roof), 특히 개량형 금속지붕 구조와 이것과 조합된 금속제의 신규유리 프레임으로 구성한 태양열 지붕(이하 태양열 지붕이라고 칭함)에 관한 것이다.

본 출원인은 과거에 단열재를 비치한 금속지붕재와 이들 지붕재를 관련된 구조에 결합하는 접속부재에 관한 발명을 특허출원한 바 있고, 또한 그 이후에 상기 접속부재를 개량하여 인접한 접속부재간의 상부에 커버유리 프레임을 감삽함으로써 상자모양으로 간막이된 공간을 마련하여 여기에 태양열을 수집하는 배관을 설치하게한 콜렉터에 관하여 특허출원한 바 있다.

본 발명은 이와 같은 금속지붕에 있어, 그 접속부재 및 카버유리 프레임의 부착구조 및 비흘림구조 등을 개선한 것으로 이들 인접하는 접속부재간의 상부에 커버유리를 감삽하여 상자모양의 공간을 만들고 그 아래에 집열용의 배관을 설치 가능하게 한 것으로, 이렇게 함으로써 지붕과 일체로 견고하게 조립할 수가 있으며 더우기 미관상 우수한 태양에너지 수집지붕을 제공하려는 것이다.

따라서 본 발명의 목적은 지붕의 구조적 부재로서 작용할 수 있는 태양열 지붕을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 지붕구조에서 사용된 긴 알미늄재료의 열 팽창에 의해 발생하는 결점을 보상할 수 있는 신규의 구조를 갖는 태양열 지붕을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 비와 그 속에 응축된 습기가 그 속에 형성된 통로를 통해 유출하게 하는 태양열 지붕을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 커버유리 파손시에 파손된 유리만이 용이하게 교환될 수 있는 태양열 지붕을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 나사못, 볼트, 못과 같은 결착구들을 은폐시키고 배관을 제한함으로써 우수한 외관이 얻어질 수 있는 태양열 지붕을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 현장에서의 조립시스템을 채용함으로써 조립비가 최소가 되며 목수외에 다른 전문기술자가 없이도 용이하게 지붕 설치작업을 수행할 수 있는 태양열 지붕을 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 이와 같이 개선된 구조에 의하면, 커버유리 프레임을 지붕구조에 설치하는 경우에, 종래와 같은 접속부재와 커버유리 프레임 세로레일과의 복잡하고 또한 많은 시간이 소비되는 결합작업이 생략되고 대부분의 작업을 상방에서 용이하게 실시할 수 있어 작업의 단순화와 아울러 능률의 향상이 이루어지며, 더우기 구조내에 생긴 결로는 모두 하향경사의 접속부재에 형성된 유로를 따라 하방으로 배출시킬 수 있고 또한 태양의 직사, 방열의 반복작용을 감당할 수 있는 여유를 갖는 자유로운 구조를 가짐으로써 부당한 응력이 구성부재에 생기는 일이 없는 극히 효율이 높은 태양열 콜렉터를 제공할 수 있다.

이하, 본 발명의 기초가 되는 금속지붕 구조에 관해 개략 설명한 후, 본 발명에 의한 신규의 태양에너지 수집지붕에 관하여 설명을 전개하겠다.

먼저 제1도 내지 제3도는 이미 밝힌 바 있는 지붕구조의 일례를 나타내는 것으로, 1은 지붕 지판(roof board)이고 일반적으로 지붕의 서까래 2상에 장설되어 있다. 3은 금속지붕재이고 접속부재 4에 의하여 서로 접속 고정되어 있다.

금속지붕재 3은 제2도의 단면도로 나타내는 바와 같이 표면을 금속판 5(알루미늄 합금이 바람직함)으로 피복되어 있다. 금속판 5는 표면에 길이방향의 돌조 6와 그 중간에 작은 요철 7을 갖고 있다. 금속판 5의 하측에는 단열재 8(유리솜 발포수지등)가 자리하여 금속판 5와 지붕재의 저부를 구성하는 하지재(backing material) 9(예컨대 루우핑재)에 의하여 샌드위치모양으로 되어 금속지붕 유닛 3을 형성하고 있다.

금속판 5의 양측에는 입상부 10가 일체로 마련되고 그 정상부에는 절곡부 11이 형성되어 있다(이 절곡부는 반드시 필요한 것은 아니다). 수직입상부 10의 외측은 저부에 있어 외향으로 직각되게 절곡되어 접속연장부 12를 구성하고 있는데, 이 접속연장부 12의 최외연에는 낮은 입상부 13이 형성되어 있다. 상기 연장부 12는 상기 낮은 입상부 13에서 다시 절곡되어 내향으로 신장된 하부 평탄부를 갖고 있다. 상기 금속판 5의 대향측에는 전술한 바와 대응하는 수직 입상부 10'가 절곡부 11', 접속연장부 12' 및 낮은 입상부 13'를 갖도록 형성되어 있다. 상기 하지재 9는 상기 접속연장부 12와 12'사이에 자리하여 그 양 단연이 각 연장부 12. 12'의 상하 평단부사이에 협지되어 있다.

제3도는 제1도의 III-III단면도이고, 인접하는 금속지붕재 3의 접속부재 4에 의한 접속구조를 나타낸다. 접속부재 4는 단면이 홈모양으로 된 본체 14와 그 상부에 직각으로 뻗은 플랜지 15와 그 외연의 약간 내측에서 하방으로 수하편(垂下片) 16 및 커버 17로 되어 있다. 본체 14의 정상부 내측에는 돌편 18이 마련되고 여기에 커버 17의 각편(脚片) 19가 계합되어 고정된다.

이제 지붕의 시공에 있어서는 인접하는 2매의 금속지붕재 3의 접속용 연장부 12 및 12'를 서까래 2위에 얹고, 빗모양의 격리편 20을 갖는 복수개의 계지구 21로 위치조정을 한 후에 못(도시하지 않았음)을 박아 넣어서 위치결정을 한다. 이어서 접속부재 4의 본체(14)를 덮어씌워 못질(22)함으로써 접속부재(4)가 서까래(2)와 일체로 된다. 본체(14)가 고정되면 커버(17)을 상방에서 덮어 씌우는 것으로 접속부가 구성된다. 이와 같이하여 금속지붕재(3)를 순차 접속해가면 제1도에 나타낸 바와 같은 지붕이 이어진다.

제4도는 이상과 같이하여 구성된 지붕의 접속부재를 개량하여 여기에 부착된 콜렉터를 나타내는 것이다. 상세히 설명하면, 4a는 제3도에 나타낸 접속부재(4)를 개량한 것으로 그 높이를 높게 형성하고 이로서 금속지붕재(3)은 서까래위에 고정되어 있다. 그리고 이들 접속부재(4a) 사이에는 커버유리 프레임(30)이 최상부에 부착되고, 그 하부에 집열용의 콜렉터 배관(31)이 부착되어 있다. (32)는 접속부재(4a)의 하단(처마끝)에 고장하는 캡이은, (33)은 용마루 부재이다.

제5도에 도시된 바와 같이, 커버유리 프레임(30)은 용마루 부에서 처마끝까지의 사이에 복수개가 각각 망원경 식으로 연결되어 열팽창에 대하여 자유롭게 되어 있다.

제6도에 본 발명에 의한 콜렉터를 구비한 금속지붕의 실시예를 나타낸다.

제7도를 참조하면 신규의 콜렉터 부착용의 접속부재(4a)가 도시되어 있다. 접속부재(4a)는 제3도에서 설명한 접속부재 4와 같이 본체(34)의 단면이 홈모양으로 형성되어 있는데, 그 높이는 한층 더 높아져 있다. (35)는 본체(34)의 정상부에 직각되게 뻗은 플렌지, (36)은 커버(37)의 각편(43)이 계합되는 내측 돌조이다. (38)은 본체(34)의 내측에 마련된 커버유리 프레임(30)의 측부지지홈, (39)는 본체(34)의 외측에 일체로 형성된 커버프레임(30)의 하부 지지홈이다.

상기 접속부재(4a)는 1조의 하향으로 신장되는 측방수하편(40)을 구비하고, 이것이 금속지붕재 3의 수직입상부(10,10')를 덮게되어 있는 것으로, 제3도에 있어서의 수하편(16)에 상당하는 것이다. 상기 측방수하편(40)의 상부에는 배관받이재 부착홈(41)을 마련하고, 접속부재의 본체 단부에 배관용 절결부(42)를 마련한다.

제8도는 상기 접속부재(4a)에 대한 커버(37)를 나타내는 것으로, 이 커버는 상기 접속부재(4a)의 정상부에 마련된 내측돌조(36)과 계합하는 각편(43)을 갖고 있다.

제9도는 콜렉터가 설치되는 최외측의 접속부재(4a)를 나타내는 것이다. 이 접속부재의 단면구조는 접속부재와 전적으로 동일하지만 배관용 절결부(42)가 본체의 한쪽만에 마련되어 있다. 도시되어 있지 않지만 반대측의 것은 절결부가 반대쪽으로 형성되어 있는 것을 제외하고는 전적으로 동일하다.

제10도는 상술한 접속부재간에 부착하는 커버유리 프레임(30)을 나타내는 것으로, 이 커버유리 프레임(30)은 세로레일(45), 윗레일(46), 아랫레일(47) 및 유리(48)(도면의 실시예에서 2매 유리)로 구성되어 있다.

제11도는 대칭적인 세로레일(45)의 하나를 나타내는 상세도이다. 이 레일(45)에는 내측에 패킹(50)을 계재하여 2매의 유리(48)을 감입시키는 요홈(49)가 상하로 마련되어 있다. 이 유리는 후술하겠으나(제20도, 제21도), 반드시 이중이라야 하는 것은 아니다. 세로레일의 외측 정상부에는 시일재(52)를 부착한 돌조(51)을 구비시키고, 저부에는 전기한 접속부재(4a)의 하부지지홈(39)에 감입되는 수하지각(支脚)(53)이 일체로 마련되어 있다. (54)는 세로레일(45)의 외측 중앙부에 마련된 세로홈이고, 이 세로홈내에 부착나사(55)를 삽입하고 세로레일(45)와 윗레일(46) 혹은 세로레일(45)와 아랫레일(47)이 결합되어 있다.

제12도는 커버유리 프레임(30)의 감합부 즉, 윗레일(46)이 아랫레일(47)내에 감합된 상태를 나타내고 있다. 윗레일(46)도 유리 감입용의 요부(56)을 갖고, 여기에 시일을 개재하여 유리(48)이 감입 유지되어 있다. (57)은 시일(58)을 유지하는 홈이다. 또한, 윗레일의 상면에는 물 흘름핀(58'), (58'')를 마련한다. 제10도에 보는 바와 같이 커버유리 프레임(30)은 그 상면을 세로레일의 돌조(51)과 윗레일의 물흘림편(58'), (58'')로 포위되어 있으므로 방수효과는 완벽하다.

아랫레일(47)은 내측에 유리 감입용의 요부(59)를 갖고 외측은 하측에 조합되는 커버유리 프레임(30)의 윗레일(46)이 감합될 수 있도록 되어 있다. 즉, 상판(60)과 하판(61)로 되어 있다. 상판(60)은 하판(61)보다도 밖으로 신장되어 있고, 이로서 그 하측에 오는 커버유리 프레임(30)을 덮어서 빗물의 침입을 방지하고 있다. (62)는 상판(60)의 하면에 일체로 마련된 물흘림편이고, (63)은 하판(61)의 상면에 접착된 시일재이다. (67, 68)은 아랫레일(47)과 윗레일(46)에 마련된 가로홈이고 이 양측단에서 제3도, 제14도에 나타내는 바와 같이 나사(55)에 의하여 프레임으로 조립된다.

제12도에 나타낸 바와 같이 상하의 커버유리 프레임(30)은 아랫레일(47)의 기부(64)와 윗레일(46)의 상단(65)간에 사이를 두고 조립되어 커버유리 프레임(30)와 열에 의하여 화살(66)의 방향으로 늘어나더라도 이를 피할 수 있게 되어 있다.

제15도를 참조하면, 접속부재(4a)는 금속지붕재 3의 수직 입상부(10, 10')간에 본체(34)를 재치하고, 또한 측방 수하편(40)으로 수직 입상부를 덮어서 못(69)로 서까래 1에 고정된다.

또한, 커버유리 프레임(30)을 접속부재(4a)에 고정하려면 양측의 세로레일(45)의 저부에 마련된 수하지각(53)을 용마루측에서 하부지지홈(39)에 감입하여 하방으로 접동시켜 적소에서 제15도에 나타내는 바와 같이 고정구(70)으로 조여서 고정한다.

최하부의 커버유리 프레임(30)이 고정되고 나면 두번째의 커버유리 프레임도 동일하게 용마루측에서 접속부재(4a)에 감입하여 제12도에서 설명한 바와 같이 이미 고정된 커버유리 프레임(30)의 윗레일(46)의 상단(65)와 새로 감입한 커버유리 프레임의 아랫레일(47)의 기부(64)를 소정간격으로 놓은 후에 세로레일(45)의 상부 양측을 구정구(70)으로 고정시킨다.

제16도를 참조하면, 처 끝부분의 처리구조를 나타내는 것으로, 처마끝용 형재(71)은 수직 본체부(71)와 그 하단에 본체에 직각으로 앞쪽으로 뻗어난 U자형 장출부(73)을 갖는다. 이것은 금속지붕재(3)의 처마끝용 형재(74)를 덮도록 부착된다. 상기 수직 분체부(72)의 내측(장출부(73)과 반대측)에 이것과 직각으로 단부(75, 77)을 마련하고 각각 그 양단에 절결부(76, 78)을 갖고 있다.

이 절결부(76, 78)에 의하여 처마 끝용 형재(71)은 접속부재(4a)의 배관받이재 부착홈(41) 및 커버유리 프레임(30)의 하부 지지홈(39)에 고착구(79, 80)에 의하여 고정된다. 수직 본체부(72)의 상부에 단부(75) 또는 (77)과 평행이고 동일 방향으로 플랜지(81, 82)를 마련하고, 최하부에 부착된 커버유리 프레임(30)의 아랫레릴(47)의 상판(60) 및 하판(61)내에 삽입함으로써 커버유리 프레임의 최하단을 유지하고 있다.

제17도는 접속부재(4a)의 처마 끝부의 구조를 나타내는 것이다. 처마 끝부에는 캡(32)가 감합된다. 캡(32)는 상자형태를 하고, 제18도에 도시한 바와 같이 그 양측판에 전기 아랫레일(47)의 상판(60)과 처마끝용 형재(71)의 장출주(73)에 계합하는 절결부(84, 85)를 갖고 있다. 캡의 배후에는 부착편(86)을 마련하고 여기에 삽통공(87)을 천설한다. (88)은 수직배관 부착용 결부이다. 상기 캡(32)는 제17도에 나타내는 바와 같이 절결부(84)와 (85)를 아랫레일(47)의 상판(60)과 장출부(73)에 삽입한 후, 접속부재(4a)의 측부지지홈(38)의 하부에 마련한 판(80)와 캡의 부착편(86)사이에 부착볼트(90)에 의하여 고정된다.

제19도는 용마루부의 구성을 나타낸다. 용마루부의 물흘림부재(91)은 서까래 본체부(92)와 일체로 형성된 부착단부(93, 94)의 양측부가 접속부재(42a)의 하부 지지홈(39)와 배관받이재 부착홈(41)에 고정된다. (95)는 수직 본체부(92)에서 커버유리 프레임(30)측으로 일체의 장출된 덮개부이고, 그 하면에 시일재(96)을 부착하고 이것이 커버유리 프레임(30)의 상면과 접하여 빗물의 침입을 방지하고 있다. 용마루부(33)은 본 출원인에 의하여 먼저 소개된 바 있는 부착구조에 의하여 접속부재(4a)의 상부에 고정되어 있다.

이상 각부 구성의 설명으로 이해되는 바와 같이, 1조의 접속부재(4a)간은 상부에 있어서는 복수개의 커버유리 프레임(30)으로, 저부에 있어서는 금속지붕재(3)에 의하여, 다시 용마루부는 용마루 물흘림부재(91), 처마끝부는 처마끝용 형재(71)에 의하여 완전히 간막이된 상자모양 공간이 형성된다.

이리하여 형성된 상자모양 공간내에 태양열, 흡수용의 배관(31)(제4도)를 설치하고, 접속부재의 본체내의 공간까지도 도수관의 설치에 이용함으로써 지붕을 일체로 한 태양열 콜렉터가 얻어진다.

이 경우 배관(31)의 부착부재(98, 99, 100)(제4도 및 제5도)를 접속부재(4a)의 본체 측부에 마련된 배관 받이재 부착홈(41) 및 하부 지지홈(39)를 사용하여 견고하게 부착시킬 수가 있다.

또한, 금속 지붕재(3)의 표면 금속판(5)가 태양광선의 반사판으로 될 뿐만 아니라, 단열재(8)에 의하여 열의 손실을 방지하고 있으므로 지극히 효과적으로 집열할 수 있는 이점을 갖는다.

제20도는 본 발명의 또 하나의 실시예이다. 이 예에 있어서는 커버유리 프레임(30b)는 이중이 아니고 단매의 유리(48)을 사용하고 있다. 그리고 세로레일(45b)는 접속부재(4b)의 본체(34b)의 측부에 일체로 마련된 지지홈(39b)에 고착구(70b)에 의하여 고착되어 있다. 세로레일(45b)의 하부에서만 고정하고 측면에서 고착하지 않으므로 접속부재(4b)의 본체(34b)와의 일체성이 약하게 되어 조립시에 커버(37b)의 각편(43b)의 계합이 비교적 용이하게 되는 이점이 있다.

제21도는 상기 커버유리 프레임(30b)에 있어서의 윗레일(40b)와 아랫레일(47b)와의 감합상태를 나타내고, 제1 실시예와 같이 윗레일(46b)는 아랫레일(47b)에 대하여 슬라이드 가능하게 결합되어 있다.

다음에 본 발명에 의한 태양열 지붕에 있어서 커버유리 프레임의 부착구조 및 비흘림구조 등의 개선형 다른 실시예에 관한 설명이다.

본 실시예에 의한 금속 지붕재의 일반구조는 제22도 및 제23도에 나타내는 바와 같이 콜렉터를 부착하는 부분의 금속 지붕재(101)은 전술한 바 실시예와 기본적으로는 동일하고, 금속판(104)의 일단에 수직 입상부(109), 그 정상부의 수평부(110), 수직 입상부(109)의 외측 저부의 외향으로 직각되게 절곡된 접속평탄 연장부(111)을, 다시 접속 연장부(111)의 최외연에 낮은 입상부(112)가 형성되고, 여기서 다시 접속 연장부(111)은 다시 절곡되어 내향의 하부 평탄 연장부를 형성하고 있다. 상기 금속판(104)의 타단에 있어서도 전술한 바와 대칭적으로 수직 입상부(109'), 그 정상부의 수평부(110'), 수직 입상부(109')의 외측 저부의 외향으로 직각되게 절곡된 접속 평탄 연장부(111')을 다시 접속 연장부(111')의 최외연에 낮은 입상부(112')가 형성되고 여기서 접속 연장부(111')가 다시 절곡되어 내향의 하부 평탄 연장부가 형성된다. 이리하여 하지재(108)의 길이방향 측연이 접속 연장부(111) 및 (111')의 상하 평탄부 사이에 협지되어 있다. 도면에 나타나 있듯이, 금속판(104)와 하지재(108) 사이에 샌드위치상으로 협지되어 있는 단열재(107)은 수집 입상부(109),(109')내에도 충전되어 지붕재의 저부뿐만 아니라 양측연부에 있어서의 단열까지도 완벽하게 하고 있다. (113)은 처마끝 형재이다.

이상과 같은 구성을 갖는 금속 지붕재는 제24도에 나타낸 바와 같이 접속부재(102)에 의하여 접속되어 있다. 이 접속부재(102)는 단면이 대략 U자형으로 형성된 본체부(115)와, 이 본체부(115)의 중간부에서 측방으로 직각되게 장출하게 마련된 커버유리 프레임(127)을 구성하는 세로 레일(131)의 하부지지홈(116)과, 이 지지홈(116)의 상부에 일체적으로 마련된 세로 레일(131)의 외측 지각(139')의 지지부(117)로 구성되어 있다.

본체부(115)는 내측 상부에 마련된 커버(124)의 각편(125)와 계합하는 1조의 돌기(118)을 구비한다. 접속부재(102)는 금속 지붕재(101)의 수직 입상부(109),(109')를 덮는 1조의 측방 수하편(119)을 갖는데, 이 수하편의 하단은 지붕에 시공되었을 때 지붕재(101)의 상면에 가볍게 접하고 있다.

상기 측방 수하편(119)의 외측에는 콜렉터(103)의 배관 받이재 부착홈(120)이 마련되어 있다. (121)은 본체부(115)의 저부이고, 그 하부에 평행된 1조의 지각(122)가 일체적으로 마련되어 있다. 지각(122)는 그 하단이 본체부(115)의 외측 하단(123)보다도 길고, 지붕재(101)를 접속한 경우 지붕재(101)의 접속연장부(111),(111')가 이들 사이에 감삽되고, 고온에 노출되어 지붕재가 팽창하더라도 이 접속부에 무리가 가해지지 않도록 되어 있다. (124)는 접속부재의 커버이고 접속부재(102)의 본체부(115)의 상부에 마련된 돌조(118)와 계합되는 1조의 각편(125)를 갖고 있다. 커버(124)의 양측 연하부에는 1조의 수하편(126)이 마련되어 있다.

제25도는 콜렉터의 최외측에 부착되는 접속부재(102a)를 나타낸다. 이 부재의 편측반의 구성은 전기한 중간부의 접속부재(102)와 전적으로 동일하지만, 반대측은 측방 수하편(119a)만이 마련되어 있다. 제25도는 제25도의 접속부재(102a)의 정상부에 부착되는 커버(124a)를 나타낸다. 상기의 최외측 접속부재와 커버의 반대측은 접속부재(102a)와 커버(124a)와 대칭적인 구조를 갖는다.

제27도는 이상과 같은 구성을 갖는 신규의 접속재(102), (102a)를 이용하여 부착된 콜렉터(103)을 나타낸다. 즉, 2개의 접속부재(102) 사이 또는 (102)와 (102a)사이에는 커버유리 프레임(127)이 상부에 부착되고, 그 하부에 집열용의 콜렉터 배관(128)이 또한 접속부재(102)내에도 배관이 부착되어 있다. (129)는 접속부재(102)의 하단(처마끝측)에 고정되는 캡이고, (130)은 용마루 부재이다.

콜렉터의 커버유리 프레임(127)은 제28도에 나타내는 바와 같이 용마루부(도면의 우측)에서 처마 끝에 이르는 사이에 복수개가 그 상하단에서 소정 간격을 유지하여 조합되어 있다.

제29도는 1조의 접속부재(102)간에 조립되는 커버유리 프레임(127)의 상세를 나타내는 것으로 이 프레임(127)은 양측의 세로 레일(131)과 윗 레일(132), 아랫레일(133) 및 상기 4개 레일로 포위된 중간부의 유리(134)로 구성되어 있다.

제30도는 세로 레일(131)의 하나를 나타내는 것으로, 내측에 유리(134)의 측연을 패킹(135)(제25도)를 개재하여 삽입하는 세로 홈(136)이 마련되고, 상면에는 커버(124)의 단부를 지지하는 물흘림 돌조(137)이 또한 저부에는 접속 부재(102)의 지지홈(116)위에 걸친 수하 지각(138)과 마찬가지로 접속 부재의 지지부(117)상에 걸친 외측 지각(139')를 갖는 플랜지(139)를 갖고 있다. (140)은 외측 중앙부에 마련된 세로 홈이고, 이 홈 내에 고정나사(141)(제29도)을 삽입하고 세로 레일(131)과 윗 레일(132) 혹은 아랫 레일 (133)이 결합된다. (140a),(140b)는 세로 레일(131)내에 마련된 윗 홈 및 아랫 홈이다.

윗 레일(132)(제31도)는 내측에 유리(134)의 상연 패킹을 개재하여 삽입하는 가로홈(142)가 마련되어 있다. 상면에는 물흘림 돌조(143)이, 외부(용마루측)에는 길이 방향의 물흘림 돌조(145) 및 측부의 수하부(144)를 갖는 플랜지(146)이 일체로 성형되어 있다.

아랫 레일(133)(제32도)는 그 내측에 유리(134)의 하연을 패킹을 개재하여 삽입하는 가로홈(147)이 마련되고, 상면에는 그 길이 방향의 하향 돌조(148) 및 측부의 입상부(149)을 갖는 플랜지(150)을 갖고 있다.

아랫 레일(133)에는 또한 중공 본체부의 물빼기 구멍이 복수개 천설되어 유리 삽입부에 만일 빗물이 들어와도 이를 윗 레일(132)의 플랜지(146)상으로 유출될 수 있도록 되어 있다.

이상과 같은 구성을 갖는 윗 레일(132), 아랫 레일(133) 및 세로 레일(131)은 제29도에 나타내는 바와 같이 조립되고 접속부재(102) 사이에 처마 끝부에서 순차 용마루부로 향하여 복수개 조립된다. 즉, 제33도에 나타내는 바와 같이 세로 레일(131)의 수하 지각(138)을 지지홈(116)상에, 외측 지각(139')를 지지부(117)상에 감입하는 것만으로 간단히 부착할 수가 있다. 접속부재(102)와의 고정은 계지구(153)(제34도)에 의하여, 커버 유리 프레임의 세로 레일(131)의 상부에 있어서 접속부재(102)의 외측 지각의 지지부(117)에 하부의 갈고리부를 건 후에 고정시킨다. (155)는 세로 레일(131)의 플랜지(139)에 마련된 장공이고 여기에 전기한 계지구(153)을 밀어 위치 조절한 후에 고정하는데, 이에 관하여는 제35도를 참조하여 설명하겠다.

제35도를 참조하면, 상하의 커버 유리 프레임(127)의 결합부 구조가 도시되어 있다. 하면에 해당되는 커버 유리 프레임의 세로 레일(131)과 윗 레일(132)를 고정할 때 부착 볼트(157)에 의하여 제36도에 나타내는 바와 같은 조정 치구(156)의 부착부(158)도 지지한다. 또한, 이 조정 치구(156)의 부착부(158)은 세로 레일(131)의 아랫 홈(140b)내에 감삽되어 있다. 조정 치구(156)은 그 상단(159)가 L자형으로 형성되고, 이 부분이 상측에 접속되는 커버 유리 프레임(127)의 아랫 레일(133)의 면에 당접하여 상하의 간격을 규제하도록 되어 있다.

한편, 상측의 커버 유리 프레임(127)의 세로 레일(131)과 아랫 레일(133)을 고정할 때 부착 볼트(163)에 의하여 제37도에 나타내는 바와 같은 치구(160)의 부착부(161)도 지지하고 있다. 치구(160)은 세로 레일(131)의 윗홈(140a) 내에 감삽되어 있어 그 하단(162)가 하측 커버 유리 프레임(127)의 세로(131)의 윗홈(140a)에 삽입되고 이것에 의하여 상측의 커버 유리 프레임(127)의 상하 좌우의 요동을 방지하고 있다.

이상과 같이 커버 유리 프레임(127)은 그 세로 레일(131)에 대하여 처마 끝에서 용마루에 향하여 접속부재(102) 사이에 복수개 부착되는데, 하측의 커버 유리 프레임에 대하여 조정 치구(156)의 존재에 의하여 사전에 설정한 부착 치수 간격으로 정연하게 조립할 수가 있다.

또한, 전술한 바와 같이, 커버 유리 프레임(127)은 고정구(54)에 의하여 상방부 2개소에서만 접속 부재에 대하여 고정되고 길이 방향으로 이동할 수 있는 상태로서 부착되는데, 하부는 치구(60)의 족재에 의하여 상하 커버 유리에 조립되므로 풍압 등에 의하여 요동되는 일이 없다.

제29도에 도시된 바와 같이, 커버 유리 프레임(127)은 세로 레일(131)과 상하 레일(132),(133)에 의하여 상자 모양으로 짜여지고, 더우기 세로 레일(131)에는 물흘림 돌조(137)이, 윗 레일(132)에는 물흘림 돌조(143)이 마련되어 있으므로 이들에 의하여 방수벽이 구성되어 있어 빗물의 침입 방지는 완벽하다. 그러나, 만일 누설되는 일이 있더라도 윗 레일과 세로 레일이 중공으로 형성되어 있으므로 빗물 받이의 구실을 하여 용이하게 하부로 배출된다. 또한, 아랫 레일 내에 누설되었다 하더라도 물빼기 구멍(151)가 마련되어 있으므로 여기에 그 하부에 위치하는 윗 레일(132)의 플랜지(146)상으로 낙하하여 접속 부재 내의 홈을 거쳐 하부로 유출되므로 커버 유리 프레임과 접속 부재간의 시일재을 사용하지 않아도 비흘림은 완벽하다.

따라서, 구성이 극히 단순화 되었기 때문에 부착 작업이 간단화 되고, 더우기 비흘림이 완벽하며 또한 접동 가능한 부착을 채용하였으므로, 열 팽창에 대하여도 자유로운 구조로 되어 있어, 풍우와 고온에 누출되어 있는 콜렉터로서 이상적인 구조라 할 수 있다.

다음에 본 발명에 의한 태양열 지붕의 그 집열 효과를 더욱 향상시키는 일 및 부착 작업시의 작업의 효율화와 비흘림 등의 다른 계량 구조에 관하여 설명하겠다. 이 구조의 요지는 접속 부재, 커버 유리 프레임을 감삽하는 상자 모양 공간의 내측 둘레를 단열벽으로 포위하는 구조로 한 것이다.

본 구조는 개괄적으로는 좌우에 배치된 접속 부재 간의 적절한 개소에 배설된 가로 레일에 의하여 구성된 커버 유리 프레임을 삽감하는 상자 모양 공간의 각각에 좌우 평행된 세로 단열벽과 전후 평행된 가로 단열벽을 접속 부재의 측방 상하로 마련된 지지홈을 이용하고, 또한 전후 방향의 간막이 부재는 각 유리 프레임 접속부에 있어서 그 윗 레일 또는 아랫 레일과 계합된다. 즉, 제39도는 세로 방향 단열 간막이 부재(201)을, 제40도는 용마루부 간막이 부재(202)를, 제41도는 처마부 단열 간막이 부재(203)를, 제42도는 중간부 단열 간막이 부재(204)의 형상 및 부착 요령을 나타내는 단면도이다.

각 부재의 구성은 각각의 도면에 보는 바와 같이 세로 간막이는 알루미늄 박판재의 외측판(201')에 의하여 도면과 같은 형상으로 내부에 단열재(201'')를 합체 결합한 구조로 접속 부재(205)의 측방에 마련된 상하의 홈 연부와 부착 쇠붙이를 개재시켜 감합하도록 구성되어 있다. 용마루부, 처마부 및 중간부의 단열 간막이 부재는 각각 도시된 바와 같은 알루미늄 압출 형재의 내부에 단열재를 장착한 구조이고, 용마루부 및 처마부에서는 각각 해당부의 아랫 레일, 윗 레일 각각에 단열재를 개재하여 결합된다.

본 실시예에 사용되는 금속 지붕재의 단면형을 제43도에 나타낸다.

다음에 본 실시예에 있어서의 접속 부재는 제44도에 나타내는 단면형을 가지며, 기본적으로는 양측에 지지홈, 그 상방의 지지부 및 커버(205'')를 갖는 점은 전술한 실시예와 다름 없으나, 후술하는 개량형 커버 유리 프레임과의 조립에 적합한 형상을 갖는다. 또한, 접속 부재 수직 벽간에는 결합 부재(205')를 감합하여 결합 부재보다 상방 부분의 탄성을 개선한다. 제45도는 콜렉터가 설치되는 최외측의 접속 부재의 단면이고, 그 구조는 단면의 편측에 있어서는 제44도에 도시된 바와 동일하지만 그와 다른 절반은 급, 배관의 수요 여지를 얻기 위하여 폭이 넓게 되어 있으며 외측의 지지홈이 결여되어 있다. 여기서 유사 부분은 유사 숫자로 표시되어 있다.

이 접속 부재와 조립되는 용마루부 커버 유리 프레임, 중간부 커버 유리 프레임 및 용마루부 커버 유리프레임의 단면 형상은 제46도 내지 제50도에 도시된 바와 같으며, 기본적으로는 전술의 실시예에 나타내는 것에 준거하고 있다. 즉, 세로 레일(206)은 수하각(207)을 갖고, 수직 부분(208)로 접속된 상하의 평행된 수평부와, 상방 수평부에서 상방으로 직립하는 입상부(209)를 가지며, 이 입상부는 접속부재와 부착된 때 이 부재의 상방벽과 소간격으로 병립시켜 최종 공정에 있어서 접속 부재의 커버(205'')를 간삽시켜 부착을 견고히 하고 있다. 또한, 하방 수평부 내측의 연장부(210) 선단에는 소돌기(211)이 마련되어 이 수평부 저면에 유수로를 형성하여 물의 배출이 편리하도록 한다. 중간부 윗 레일(212)는 전술한 실시예의 것과 유사하지만, 그 하부 평행면(213)의 상단(용마루단)에 입상부(214)가 마련되고 그 하방에 장착되는 중간부 간막이 부재와의 결합부에 있어서 이 부재와의 사이에 간삽되는 단열재의 부착에 적합하게 되어 있다. 중간부 아랫 레일(215)는 전술한 실시예와 거의 동일한데, 그 하면에 시일재 부착용의 하향 돌조(216)을 갖는다. 용마루부 윗 레일(217)도 중간부 아랫 레일(215)와 유사한 하향 돌조(218)을 구비하고 있다. 처마 끝부 아랫 레일(219)는 하향 돌조를 마련한 플랜지를 상부에, 또한 상향의 경사선단(220)을 전기 플랜지 처마 방향에 대향하여 연장하는 상면(221)과 하향 돌조(222)를 하면서 구비하고 있다.

금속재 단열 지붕재상에 소정 방식에 따라 접속 부재를 배설한 후, 각 커버 유리 프레임의 접합 부위에 제51도에 나타내는 바와 같이 소요수의 가로 레일(223)을 인접 접속 부재(224)간에 접속 부재의 외측 하방 지지홈을 이용하여 장착하는데, 각 구성부재의 열변형에 수반되는 열에 의한 외곡을 방지하기 위하여 제52도에서 보는 바와 같이 길이 방향으로 이동할 수 있는 구조(225)로 되어 있다. 이들 가로 레일은 상자 모양 공간내에 수납되는 집열장치의 지지부재로 된다. 이 경우 집열장치와의 사이에는 단열재(226)이 개재되어 열량이 외부로 도피되는 것을 방지하고 있다. 따라서 인접하는 접속 부재와 직교하는 가로 레일에 의하여 지붕재에 사닥다리 모양의 교차 결구가 형성된다.

접속 부재와 세로 레일과의 결합은 제53도에 그 단면을 나타내는 바와 같이 세로 레일(206)의 수하각(207)을 접속 부재(204)의 상방 지지부의 홈내에 감삽하는 것 뿐이고 전술한 실시예와 같이 이 세로 레일과 접속 부재와의 결합은 행하지 않는다. 각 유리 프레임은 제54도 내지 제57도에 각 부위간에 있어서의 요령을 나타내는 바와 같이, 먼저 제54도의 분리상태의 윗 레일, 아랫 레일을 중간부의 결구를 나타내는 제55도와 같이 삽입한다. 이 경우 양자의 위치는 조정 부착판(207')의 아랫 레일로의 부착에 의하여 결정한 후, 이 판의 전단을 중간부 단열재(204)의 용마루 외측면과 당접시킴으로써 결정된다. 인접 접속 부재간의 소정 위치가 정하여지면, 중간부에 있어서는 제56도에 나타내는 요령으로 상호 연결된다. 여기서(227)은 상측 유리 프레임의 아랫 레일이고, (228)은 하측 유리 프레임의 세로 레일이고, 하측 유리 프레임의 윗 레일은 상측 유리 프레임의 하측에 가려져 나타나 있지 않다. (229)는 아랫 레일과 윗 레일 간을 접속하기 위하여 연결 고정봉재를 설정시키는 홈구조를 형성하는 수단이고, 전후에 정렴되게 접합하는 홈 통로(229')내에 봉재(230)을 감삽하고 소정 위치에 볼트(231)을 사용하여 결합시킨다. 처마 끝부에 있어서는 제57도에 나타내는 단이 붙은 금속 부재(232)를 사용하여 상하의 레일을 결합시킨다. 도면에 나타내는 (233)는 최하방 유리 프레임 아랫 레일의 위치 결정 금속 부재이다.

이 구조에 있어서의 처마 끝부의 처리는 제58도에 나타내는 바와 같이 유리 프레임 아랫 레일(219)와, 방수 합결하여 전방으로 신장되는 커버 부재(234)와 단열부(235)와 내장하는 처마 형재(236), 과 지붕 본체에 고설된 처마끝 부재(237)과의 감합에 의하여 지극히 간단하게 또한 확실하게 장착된다.

본 구조에 의한 용마루부에 있어서의 결합처리는 제59도에 그 개요를 도시한 바와 같이 일반적으로 전술한 장착 요령을 답습하는 한편, 본 구조에서는 커버 유리 프레임 용마루부 윗 레일(238)을 도면에서와 같이 접속 부재에 볼트(239)로 결합하고 온수 배관부(240)은 용마루부 단열 간막이 부재(241) 및 단열재(242)를 내장하는 용마루부 형재(243)에 의하여 포위된 영역에 배치된다.

또한 제59도를 참조하면, 용마루부 내의 상방에 도관(244), 연통관(245) 및 마수의 세공을 갖는 살수관(246)이 마련되어 본 태양열 콜렉터의 세척 살수장치의 요소를 구성하고, 도관으로서 세척 용수의 공급은 예를 들어 처마부에서 접속 부재를 세로 방향으로 통과시킨 급수관에 의하여 실시된다. 이와 같은 시스템의 일실시예를 제60도 및 제61도에 도시하였는데, 여기서 246 및 247은 각각 수평 및 수직 살수 도관이고, 248은 접속 부재를 세로로 지르는 급수관이다.

Claims (1)

1. 단열이 시행된 금속 지붕재, 이 금속 지붕재를 접속하기 위한 압출 성형제의 접속 부재, 인접하는 접속부재간에 감삽된 커버 유리 프레임 및 상기 금속 지붕재, 접속 부재와 커버 유리 프레임에 의해 한정된 상자 형상 공간내에 구비된 집열용의 배관으로 구성되는 태양 에너지 수집 지붕에 있어서, 상기 커버 유리 프레임의 각각이 상면에 물흘림 돌조를 갖고 외측 저부에 상향의 물흘림 돌조를 갖는 플랜지를 갖는 윗 레일, 하향의 돌조를 갖는 플랜지를 상부에 갖는 아랫 레일, 상부에 물흘림 돌조를 갖고 하부에 수하지각과 외측지각을 갖는 세로 레일 및 중앙부의 유리로 구성되며, 상기 접속 부재의 각 인접조 사이에 끼워진 상기 커버 유리 프레임이 서로 접동할 수 있으며 방수가 되도록 연결되는 것을 특징으로 하는 태양 에너지 수집 지붕.

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