KR20200008833A - 조립식 지붕의 태양광 모듈 고정 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 조립식 지붕의 태양광 모듈 고정 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 태양광 모듈의 설치를 위해 기존의 노후된 조립식 지붕패널을 해체하지 않고 기 설치된 조립식 지붕패널 상부에 곧바로 시공이 가능하고, 결합부재의 구성을 일체화 및 최소화함으로써 그에 따른 부품들간의 연결 부분을 줄임으로써 지지력에 대한 강도를 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 작업의 과정을 단순화함으로써 시공에 따른 소요 시간을 대폭 절감하면서 시공이 용이하며, 볼트가 체결되는 연결부위의 방수 구조를 통해 빗물 등에 의해 누수가 발생되지 않도록 할 수 있는 조립식 지붕의 태양광 모듈 고정 장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 조립식 지붕의 태양광 모듈 고정 장치는, 산과 마루가 길이방향으로 길게 반복형성된 조립식 지붕패널로 시공되는 건축물의 지붕에 태양광 모듈을 설치하기 위한 태양광 모듈 고정 장치에 있어서, 상기 지붕패널의 상기 산 부분을 따라 결합되도록 단면이 길게 연장 형성되되, 상기 산의 상면에 접하여 안착되게 형성된 베이스부와, 상기 베이스부 상부로 소정 내부공간을 이루도록 상기 베이스부로부터 소정 높이 상향 연장되는 격벽부 또는 측벽부와, 상기 내부공간의 상방으로 소정의 걸림턱을 이루도록 개방된 상부개구와, 상기 내부공간에서 상기 베이스부로 상하 관통된 볼트공이 형성되어 이루어진 레일프레임과; 상기 상부개구를 통과할 수 있는 폭을 갖는 협폭과 상기 걸림턱에 걸리는 광폭을 갖는 헤드를 갖는 T-볼트를; 포함하되, 상기 레일프레임의 베이스부가 상기 산의 상부면에 결합되게 상기 볼트공에 고정부재가 삽입되어 체결되는 경우 상기 볼트공을 방수하기 위해 상기 산의 상부면과 상기 베이스부 사이에 설치되는 실링부재를; 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

조립식 지붕의 태양광 모듈 고정 장치{SOLAR CELL MODULE SUPPORT FOR STEEL FRAME}

본 발명은 조립식 지붕의 태양광 모듈 고정 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 태양광 모듈의 설치를 위해 기존의 노후된 조립식 지붕패널을 해체하지 않고 기 설치된 조립식 지붕패널 상부에 곧바로 시공이 가능하고, 결합부재의 구성을 일체화 및 최소화함으로써 그에 따른 부품들간의 연결 부분을 줄임으로써 지지력에 대한 강도를 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 작업의 과정을 단순화함으로써 시공에 따른 소요 시간을 대폭 절감하면서 시공이 용이하며, 볼트가 체결되는 연결부위의 방수 구조를 통해 빗물 등에 의해 누수가 발생되지 않도록 할 수 있는 조립식 지붕의 태양광 모듈 고정 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 조립식 건축물의 시공시 지붕체는 크게 단열과 흡음, 누수 차단 및 지지력을 높일 수 있는 몇 가지 요소에 중점을 두어 구조화되어 있는 바, 단열성과 흡음성이 높은 폴리에스터울 또는 무기단열재인 글라스울등의 충전재가 철판 사이에 위치된 지붕패널을 나란하게 깔아 각 지붕패널의 단부끼리 서로 이음하여 시공하고 있다.

그러나, 상기와 같이 조립식 건축물의 지붕 시공시 지붕패널을 고정하기 위한 볼트의 체결부위측으로 누수가 발생되는 단점이 있어 일부에서는 지붕패널의 이음부위 위쪽에 브라켓을 위치시켜 볼트로 한꺼번에 고정하고, 브라켓의 위에 캡을 끼워 누수를 방지하기도 하였으나, 이럴 경우 캡이 풍압 등의 외부 요인에 의해 브라켓으로부터 쉽게 분리되어 그 본래의 목적을 달성하지 못하였으며, 이를 개선하기 위해 캡의 외부에 별도의 캡고정브라켓 등의 고정수단으로 조여주는 경우도 있으나, 이럴 경우 누수방지를 위한 구조물이 너무 많아지는 문제는 물론 캡의 구조를 캡고정브라켓과의 체결이 가능하도록 변경해주어야 하였으므로 누수방지를 위한 구조물의 제작이 매우 어려워지는 단점도 있는 것이었다.

한편, 최근에는 화석 에너지의 고갈로 인해 새로운 대체 에너지의 개발이 요구되고 있으며, 이러한 시대적 요구의 일환으로 태양광 발전을 위한 태양광 패널을 기 시공된 건축물의 지붕 위쪽에 추가 시공하는 경우가 많이 발생되고 있다.

일반적인 건축물의 지붕에 태양관 패널을 추가시공할 때에는 먼저 지붕을 이루는 지붕패널에 구멍을 뚫어 용융도금된 각파이프 등의 지주를 지붕구조물에 용접 등의 방법으로 고정하여 지붕 방수처리한 후 지주에 다수의 체결구를 볼트-너트 등으로 고정하고, 체결구에 태양광 패널을 연결 설치하게 되는바, 상기한 방법을 따르는 경우 기 시공된 지붕 패널을 뚫어 주는 작업, 지주를 용접하는 작업, 지주에 체결구를 체결하는 작업, 태양광 패널을 고정하는 작업 등 작업 공수가 매우 많아질 수밖에 없으며, 이에 따라 인건비 및 시공 단가가 높아질 수밖에 없고, 여기에 소요되는 부자재와 볼트-너트 등의 부속 등이 많이 소요되어 시공 원가 역시 크게 늘어나는 단점이 있었다.

이를 감안하여, 최근에는 지붕패널 자체의 구조를 태양광 패널의 설치가 용이한 형태로 구성하여 제작하는 경우도 있으나, 이는 새로운 건축물의 시공시 또는 기존의 지붕패널을 뜯어내고 새로운 지붕패널을 시공하여야 하기 때문에 비용 상승의 문제가 발생되고, 작업이 까다로워 많은 시간이 소모되고 인력이 낭비되는 문제 또한 갖게 되었던 것이다.

한편, 도 1에 도시된 종래의 대한민국 등록특허공보 제10-1375896호에서는 양단부가 서로 반대되는 방향으로 경사지게 다단 꺽임된 지붕패널(1)을 서포트 위에 나란하게 깔아 각 지붕패널(1)의 단부끼리 서로 이음하여 조립식 건축물의 지붕을 시공할 때 지붕패널(1)의 이음부위 위쪽에 놓여지도록 하부는 폐쇄되면서 상방향으로 개방된 형상으로 이루어지고 상부 양측에 외측방향으로 고정면(11)이 각각 형성된 하부 캡(10)과; 하부 캡(10)의 내측에 삽입된 상태에서 하부 캡(10), 각 지붕패널(1)의 이음부위와 함께 고정볼트(2)에 의해 서포트에 고정되는 브라켓(20)과; 빗물 유입을 방지하기 위해 폐쇄된 형상으로 이루어지고, 양측 단부에는 하부 캡(10)의 각 고정면에 접촉되는 고정면(31)이 각각 형성되어 이 부위가 하부 캡(10)의 각 고정면(10)에 고정되는 상부 캡(30)으로 구성된 조립식 건축물의 지붕 누수방지를 위한 체결구를 개시한 바 있다.

그러나, 상기와 종래의 기술에서는 조립식 건축물의 지붕 누수방지를 위한 체결구가, 하부캡, 브라켓, 상부캡과 같이 3개의 부재로 이루어져 있으므로 부재의 개수가 너무 많아 생산원가가 많이 소요되는 단점이 있고, 하부캡 위쪽에 상부캡을 씌운 후 고정나사 등으로 고정해주어야 하였으므로 시공이 복잡함은 물론 시공에 많은 시간이 소요되었으며, 태양광 패널 설치를 위한 T볼트를 상부캡에서만 지지하게 되므로 지지력이 떨어지고 태풍 등 강한 외압이 작용하는 경우 상부캡으로부터 T볼트가 이탈될 우려도 있는 것이었다.

또한, 도 2에 도시된 종래의 기술 대한민국 등록특허공보 제10-1403826호 "조립식 건축물의 지붕에 태양광 패널 설치를 위한 체결구"에서는 지붕 패널(1)의 위에 몸체(60)를 얹고, 몸체(60) 양측으로부터 상방향으로 돌출 형성된 각각의 측벽부(61) 사이 공간을 통해 고정볼트(2)로 몸체(60)와 지붕패널(1)을 한꺼번에 서포트(미도시)에 고정하며, 캡(70) 중앙부의 고정홈(71)을 몸체(60)의 측벽부(61) 상단부에 형성된 제1 걸림턱(62) 사이에 눌러 끼워 캡(70)의 고정홈(71)에 형성된 제2 걸림턱(72)이 제1 걸림턱(62)에 걸리도록 하여 캡(70)을 몸체(60) 위쪽에 고정시켜 구성하고, 또한, 캡(70)의 고정홈(71)에 끼워지는 T볼트(80)에 다단 절곡된 형상의 설치 브라켓(81)을 고정하여 태양광 패널 설치 브라켓(81) 사이에 태양광 패널(3)을 설치하여 고정되도록 하는 기술이 개시되어 있다.

그러나, 상기와 같은 기술은 전자의 기술에서와 같이 다수의 부재로 복잡하게 결합되게 구성된 것으로, 상기 전자의 기술 구성인 하부 캡(10), 브라켓(20), 상부 캡(30) 등이 모두 따로 끼움 또는 체결되는 구조로 연결되어 있기 때문에 조립이 견고하지 못하고, 부재의 개수가 여전히 많이 사용되어 시공비용이 상승하면서 작업 또한 복잡한 문제가 있으며, 후자의 기술에서는 캡(70)의 양단부가 몸체(60)의 지지면(63)보다 더 연장된 위치에서 하방향으로 각각 절곡되어 몸체(60)의 측벽(61)과 캡(70) 사이로 풍압이 작용한 경우 캡(70)이 몸체(60)로부터 이탈될 수 있는 문제가 있을 뿐만 아니라, 몸체(60), 고정볼트(2), 캡(70), T볼트(80), 너트 및 태양광 패널 설치 브라켓(81)과 같은 다수의 부재를 서로 연결 조립하여야 하는데 이에 따른 작업 과정이 복잡하고 까다로운 문제가 있을 뿐만 아니라, 더욱이 다단으로 절곡 형성된 태양광 패널 설치 브라켓(81)을 T볼트(80)로 결합하는 경우 너트르 체결하는 과정에서 태양광 패널 설치 브라켓(81)이 함께 회전된 상태로 틀어지게 결합될 수 있으며, 이와 같은 유격으로 의해 시간이 지남에 따라 브라켓이 태양광 패널(3)을 정확하게 고정하지 못하고 움직이게 되는 등 견고한 결합이 이루어지지 못한 문제가 있었던 것이다.

또한, 빗물 등이 상기 몸체(60)의 내부로 스며든 경우 고정볼트(2)의 체결구멍으로 누수가 발생되는 경우 내구성이 약한 조립식 지붕패널이 손상되는 등의 문제 또한 발생될 수 있었던 것이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 본 발명의 목적은, 태양광 모듈의 설치를 위해 기존의 노후된 조립식 지붕패널을 해체하지 않고 기 설치된 조립식 지붕패널 상부에 곧바로 시공이 가능하고, 결합부재의 구성을 일체화 및 최소화함으로써 그에 따른 부품들간의 연결 부분을 줄임으로써 지지력에 대한 강도를 향상시킬 수 있는 조립식 지붕의 태양광 모듈 고정 장치를 제공하는데에 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은, 조립 및 체결에 필요한 구성부품들을 최소화하면서도 내구성을 향상시킬 수 있는 구조를 채택하여 작업의 과정을 단순화함으로써 시공에 따른 소요 시간을 대폭 절감하면서 시공이 용이하여 경제성과 내구성을 동시에 향상시킬 수 있는 조립식 지붕의 태양광 모듈 고정 장치에 관한 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은, 시공이 간편하게 이루어질 수 있도록 하면서 볼트가 체결되는 연결부위의 방수 작업을 통해 빗물 등에 의한 누수가 발생되지 않도록 함과 동시에 방수 작업이 간편하게 이루어질 수 있는 구조로 되어 있어 숙련된 작업자가 아니더라도 태양광 모듈 고정 작업이 쉽게 이루어질 수 있으며, 고정 장치와 태양광 패널 사이를 고정하는 고정브라켓의 체결 작업이 용이하면서 견고한 구조로 결합될 수 있어 내구성의 향상과 함께 체결 부품들간의 결합력이 오래 지속될 수 있는 조립식 지붕의 태양광 모듈 고정 장치를 제공하는데에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 조립식 지붕의 태양광 모듈 고정 장치는, 산과 마루가 길이방향으로 길게 반복형성된 조립식 지붕패널로 시공되는 건축물의 지붕에 태양광 모듈을 설치하기 위한 태양광 모듈 고정 장치에 있어서, 상기 지붕패널의 상기 산 부분을 따라 결합되도록 단면이 길게 연장 형성되되, 상기 산의 상면에 접하여 안착되게 형성된 베이스부와, 상기 베이스부 상부로 소정 내부공간을 이루도록 상기 베이스부로부터 소정 높이 상향 연장되는 격벽부 또는 측벽부와, 상기 내부공간의 상방으로 소정의 걸림턱을 이루도록 개방된 상부개구와, 상기 내부공간에서 상기 베이스부로 상하 관통된 볼트공이 형성되어 이루어진 레일프레임과; 상기 상부개구를 통과할 수 있는 폭을 갖는 협폭과 상기 걸림턱에 걸리는 광폭을 갖는 헤드를 갖는 T-볼트를; 포함하되, 상기 레일프레임의 베이스부가 상기 산의 상부면에 결합되게 상기 볼트공에 고정부재가 삽입되어 체결되는 경우 상기 볼트공을 방수하기 위해 상기 산의 상부면과 상기 베이스부 사이에 설치되는 실링부재를; 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 조립식 지붕의 태양광 모듈 고정 장치는, 상기 레일프레임은, 상기 산의 양측 경사측면에 접하는 날개부가 상기 베이스부의 양측에서 일체로 연장되어 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 조립식 지붕의 태양광 모듈 고정 장치는, 상기 태양광 모듈이 상기 레일프레임에 고정되게 일단부가 상기 T-볼트에 의해 상기 레일프레임에 체결 고정되고, 다른 일단부가 상기 태양광 모듈의 테두리 부분을 지지하는 고정브라켓을; 더 포함하되, 상기 레일프레임은, 상기 고정브라켓의 폭에 대응하는 동일한 폭을 갖도록 소정 깊이만큼 움푹하게 형성된 브라켓고정홈이 상부면에 더 형성되어 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 조립식 지붕의 태양광 모듈 고정 장치는, 상기 고정브라켓은, 상기 T-볼트가 삽입되어 체결되기 위한 체결공이 형성되고 상기 브라켓고정홈에 수평하게 안착되는 바닥면과, 상기 바닥면의 일측에서 상방으로 수직하게 연장되어 상기 태양광 모듈의 테두리 측면과 면 접촉되게 지지되는 수직면과, 상기 수직면의 상단부에서 상기 바닥면의 반대측으로 평면을 이루게 돌출 연장되어 상기 태양광 모듈의 테두리 상면을 지지하는 상부면이 형성되어 이루어지되, 상기 상부면은 말단부가 소정 각도만큼 하향 경사지게 소정의 굽힘각이 형성되어 상기 수직면과 서로 예각을 이루고, 상기 바닥면과 상기 수직면은 서로 직각을 이루게 형성된 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성에 의하여 본 발명에 따른 조립식 지붕의 태양광 모듈 고정 장치는 태양광 모듈의 설치를 위해 기존의 노후된 조립식 지붕패널을 해체하지 않고 기 설치된 조립식 지붕패널 상부에 곧바로 시공이 가능하고, 결합부재의 구성을 일체화 및 최소화함으로써 그에 따른 부품들간의 연결 부분을 줄임으로써 지지력에 대한 강도를 향상시킬 수 있는 장점을 갖는다.

또한, 본 발명에 따른 조립식 지붕의 태양광 모듈 고정 장치는 조립 및 체결에 필요한 구성부품들을 최소화하면서도 내구성을 향상시킬 수 있는 구조를 채택하여 작업의 과정을 단순화함으로써 시공에 따른 소요 시간을 대폭 절감하면서 시공이 용이하여 경제성과 내구성을 동시에 향상시킬 수 있는 장점을 갖는다.

또한, 본 발명에 따른 조립식 지붕의 태양광 모듈 고정 장치는 볼트가 체결되는 연결부위의 방수 작업을 통해 빗물 등에 의한 누수가 발생되지 않도록 함과 동시에 방수 작업이 간편하게 이루어질 수 있게 구성되어 태양광 모듈 고정 작업이 쉽게 이루어질 수 있고, 고정 장치와 태양광 패널 사이를 고정하는 고정브라켓의 체결 작업이 용이하면서 견고한 구조로 결합될 수 있어 내구성의 향상과 함께 체결 부품들간의 결합력이 오래 지속될 수 있는 장점을 갖는다.

도 1은 종래의 일실시예에 따른 태양광 패널 설치를 위한 체결구의 설치 상태를 도시한 단면도.
도 2는 종래의 다른 실시예에 따른 태양광 패널 설치를 위한 체결구의 설치 상태를 도시한 단면도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 태양광 모듈 고정 장치의 설치 상태를 도시한 단면도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 태양광 모듈 고정 장치의 체결 구조를 보이기 위한 측면분해도.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 태양광 모듈 고정 장치에서 T-볼트의 체결 과정을 도시한 측단면도.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 태양광 모듈 고정 장치에서 고정브라켓의 설치 상태를 도시한 측면상태도.

이하에서는 도면에 도시된 실시예를 참조하여 본 발명에 따른 조립식 지붕의 태양광 모듈 고정 장치(이하에서는 ‘태양광 모듈 고정 장치’라 한다.)를 보다 상세하게 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 태양광 모듈 고정 장치의 설치 상태를 도시한 단면도이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 태양광 모듈 고정 장치의 체결 구조를 보이기 위한 측면분해도이며, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 태양광 모듈 고정 장치에서 T-볼트의 체결 과정을 도시한 측단면도이고, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 태양광 모듈 고정 장치에서 고정브라켓의 설치 상태를 도시한 측면상태도이다.

도면을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 태양광 모듈 고정 장치(100)는, 산(1a)과 마루(1b)가 길이방향으로 길게 반복형성된 조립식 지붕패널(1)로 시공되는 건축물의 지붕에 태양광 모듈(3)을 설치하기 위한 태양광 모듈 고정 장치에 있어서, 레일프레임(110)과, T-볼트(120)와, 실링부재(130) 및 고정브라켓(140)을 포함하여 구성된다.

우선, 본 발명은 지붕패널(1)에 고정부재(2)를 통해 몸체가 먼저 체결되고 그 상부에 T볼트 등이 체결되기 위한 별도의 캡을 몸체에 조립 또는 체결하는 종래의 기술들과 달리 기존의 지붕패널(1)을 그대로 이용하면서 하나의 레일프레임(110)을 지붕패널(1)의 산(1a)부에 간편하게 체결하여 방수 구조를 이루도록 하면서 그 상부로 태양광 모듈(3)이 견고한 구조로 쉽게 설치되기 위한 것으로, 도 3에 도시된 바와 같이 레일프레임(110)을 고정부재(2)로 지붕패널(1)에 고정한 상태에서 T-볼트(120)를 체결하는 간단한 작업만으로 태양광 모듈(3)의 시공이 용이하게 이루어질 수 있도록 구성된 것이 특징이다.

이에 따라, 지붕패널에 태양광 모듈의 시공 작업에 따른 소요 부품을 최소화하여 시공 원가를 절감할 수 있는 것과 동시에 체결 작업이 쉽고 견고하게 이루어져 내구성 및 경제성의 향상은 물론 시공 시간이 크게 단축할 수 있는 효과가 동시에 발휘될 수 있게 된다.

상기 레일프레임(110)은 후술되는 상기 T-볼트(120)와 고정브라켓(140)을 매개로 상기 태양광 모듈(3)이 상기 지붕패널(1)의 상부에 견고하게 고정될 수 있도록 구성된다.

본 발명의 일실시예에서의 상기 레일프레임(110)은 상기 지붕패널(1)의 돌출된 상기 산(1a) 부분을 따라 길게 안착되어 결합되도록 단면이 길게 연장 형성되되, 상기 레일프레임(110)에는 베이스부(111), 격벽부(112) 또는 측벽부(113), 볼트공(114), 날개부(115), 걸림턱(116) 및 상부개구(117)가 형성되어 이루어질 수 있다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 레일프레임(110)은 상기 산(1a)의 상면에 접하여 안착되게 저부에 평면을 이루는 베이스부(111)가 형성되고, 상기 베이스부(111) 상부로 소정 내부공간(S)을 이루도록 상기 베이스부(111)로부터 소정 높이 상향 연장되는 격벽부(112) 및 측벽부(113)가 형성된다.

이때, 상기 레일프레임(110)은 상기 격벽부(112) 또는 측벽부(113) 중 어느 하나의 구성만이 형성되는 실시예도 가능할 것이다. 즉, 상기 격벽부(112)가 외측으로 노출되게 하는 구성이나 상기 측벽부(113)가 상기 내부공간(S)을 이루는 격벽의 역할을 겸용하도록 할 수 있다.

따라서, 상기와 같이 상기 격벽부(112) 또는 측벽부(113)의 구성이 하나로 이루어진 경우 그 단면의 두께를 보강하여 하중에 의해 쉽게 변형되지 않도록 하는 것이 바람직하다.

이에 따라, 상기 레일프레임(110)은 상기 베이스부(111)와 상기 격벽부(112) 또는 측벽부(113)에 의해 대략 사각형의 단면 구조를 이루어 태양광패널(3)의 하중에 견고하게 버틸 수 있도록 한다.

또한, 상기 레일프레임(110)은 상기 내부공간(S)에서 상기 베이스부(111)로 상하 관통된 볼트공(114)이 형성된다.

상기 볼트공(114)은 상기 고정부재(2)가 삽입 통과되기 위한 구성으로, 상기 레일프레임(110)의 단면 길이방향 즉, 상기 내부공간(S)의 바닥면인 상기 베이스부(111)의 길이방향을 따라 정해진 위치에 일정 간격으로 상하 관통되게 형성되어 상기 베이스부(111)가 상기 산(1a)의 상부면에 수평하게 안착된 상태에서 상기 고정부재(2)를 통해 상기 레일프레임(110)이 견고하게 고정될 수 있도록 한다.

한편, 상기한 바와 같이 상기 레일프레임(110)은 상기 베이스지지부(111)가 상기 고정부재(2)에 의해 상기 산(1a)의 상면에 체결 고정되도록 할 수 있으나, 본 발명의 일실시예에서는 상기 레일프레임(110)의 상기 베이스지지부(111)에서 하향 경사지게 연장되는 날개부(115)가 형성되어 이루어지는 실시예가 가능하다.

상기 날개부(115)는 상기 산(1a)의 양측 경사측면에 접하도록 상기 경사측면과 대응하는 경사각을 갖고, 상기 베이스부(111)의 양측에서 일체로 연장되어 형성된다.

따라서, 상기 레일프레임(110)은 상기 산(1a) 부분의 경사측면 대부분 또는 전체부분을 커버할 수 있는 길이만큼 상기 날개부(115)가 연장 형성되어 하부가 폐쇄된 형상의 단면을 갖게 됨으로써 상기 레일프레임(110)이 상기 산(1a)의 상면과 경사측면에 밀착 지지된 상태에서 상기 고정부재(2)를 통해 상기 지붕패널(1)에 일체감 있게 고정될 수 있다.

또한, 상기 레일프레임(110)은 상기 내부공간(S)의 상방으로 소정의 걸림턱(116)을 이루도록 개방된 상기 상부개구(117)가 형성되어 이루어진다.

상기 걸림턱(116) 및 상기 상부개구(117)는 후술되는 상기 T-볼트(120)의 헤드(121)가 상기 내부공간(S)으로 삽입 수용된 경우 상기 헤드(121) 부분이 상기 걸림턱(116)에 걸린 상태에서 몸체 부분이 상기 레일프레임(110)의 상면에서 소정 높이만큼 상향 돌출되어 너트로 체결됨으로써 상기 태양광 모듈(3)을 상기 레일프레임(110)에 고정할 수 있도록 한다.

상기 T-볼트(120)는 상술한 바와 같이 상기 태양광 모듈(3)의 설치를 위해 상기 헤드(121)가 상기 걸림턱(116)에 걸리도록 상기 상부개구(117)의 폭보다 큰 폭으로 형성된다.

이때, 본 발명의 일실시예에서는 상기 T-볼트(120)의 상기 헤드(121)가 상기 상부개구(117)를 통과할 수 있는 폭을 갖는 협폭(Nh)과 상기 걸림턱(116)에 걸리는 광폭(Wh)을 갖도록 형성된다.

상기와 같이 형성된 T-볼트(120)는 상기 내부공간(S)의 걸림턱(116) 사이의 상부개구(117)를 헤드(121)의 협폭(Nh) 방향으로 통과시킨 다음 광폭(Wh) 방향에서 헤드(121)가 걸림턱(116)에 걸리게 회전됨으로써 상기 레일프레임(110)과 일체로 결합되고, 상기 상부개구(117)를 통해 상방으로 소정 길이만큼 돌출된 볼트부(122)에 너트가 체결되면서 후술되는 상기 고정브라켓(140)이 상기 레일프레임(110)과 일체로 결합되게 한다.

한편, 상기와 같이 구성된 T-볼트(120)는 도 5에 도시된 과정을 거쳐 상기 태양광 모듈(3)을 상기 레일프레임(110)에 간편하게 결합시킬 수 있다.

도 5를 참조하면, 상기 T-볼트(120)의 헤드(121)가 하방을 향하도록 세운 상태에서 협폭(Nh)을 통해 상기 헤드(121)가 상기 상부개구(117)를 통과하여 상기 레일프레임(110)의 내부공간(S)으로 삽입시킨다.(a 상태)

다음, 상기 헤드(121)가 상기 내부공간(S)에 삽입된 상태에서 헤드(121)의 광폭(Wh)이 내부공간(S)의 걸림턱(116)에 걸리도록 T-볼트(120)를 90도 회전시킨다.(b 상태)

다음으로, 상기와 같이 헤드(121)가 걸림턱(116)에 걸린 상태에서 후술되는 상기 고정브라켓(140)의 일단부에 형성된 체결공이 상기 볼트부(122)를 통과하도록 삽입시키고 너트를 체결하면 상기 상기 고정브라켓(140)은 상기 T-볼트(120)를 매개로 상기 레일프레임(110)에 결합되고, 상기 태양광 모듈(3)은 상기 고정브라켓(140)에 의해 견고하게 고정된다.(c 상태)

이때, 상기 고정브라켓(140)은 상기 일단부가 상기 레일프레임(110)의 상면에 형성된 브라켓고정홈(118)에 지지된 상태에서 상기 너트가 체결되는 경우 하단부가 상기 브라켓고정홈(118)에 맞물려 지지됨으로써 너트와 함께 회전되지 않도록 구속됨으로써 상기 태양광 모듈(3)과의 결합 작업이 용이하면서 견고하게 이루어질 수 있게 된다.

한편, 본 발명의 일실시예에 따른 태양광 모듈 고정 장치는 상기 레일프레임(110)의 베이스부(111)가 상기 산(1a)의 상부면에 결합되게 상기 볼트공(114)에 고정부재(2)가 삽입되어 체결되는 경우 상기 볼트공(114)을 방수하기 위해 상기 산(1a)의 상부면과 상기 베이스부(111) 사이에 설치되는 실링부재(130)를 포함하여 구성된 것이 큰 특징이다.

본 발명의 일실시예에서는 상기 레일프레임(110)이 상기 베이스부(111), 격벽부(112), 측벽부(113) 및 상기 날개부(115)가 일체로 이루어져 형성된 상기 내부공간(S)에 상기 T-볼트(120)와 상기 고정부재(2)의 헤드 부분이 모두 수용될 수 있도록 한 것이 특징인 것으로, 이에 본 발명의 일실시예에서는 상기 볼트공(114)과 상기 상부개구(17)가 상기 내부공간(S)과 연통되게 형성되어야 하는 것이다.

따라서, 본 발명 태양광 모듈 고정 장치(100)는 빗물 등이 상기 상부개구(17)를 통해 상기 내부공간(S)으로 유입될 수 있는 문제가 있다. 즉, 본 발명 태양광 모듈 고정 장치(100)는 상술한 바와 같이 상기 레일프레임(110)이 연결 부품들을 최소화한 일체형 구조를 이루면서 상기 T-볼트(120) 및 상기 고종볼트(2)와 같은 체결부재들의 체결 작업이 쉽게 이루어질 수 있는 것은 물론, 하중에 대한 비틀림 강성 등이 향상될 수 있는 장점을 갖게 된다. 이때, 본 발명의 일실시예에서는 상기와 같은 구조로 인해 상기 상부개구(117)가 상방을 향하여 개방되게 형성됨으로써 빗물 등이 상기 내부공간(S)으로 유입될 수 있는 문제가 발생된다.

이에 따라, 본 발명의 일실시예에서는 상기 실링부재(130)가 상기 레일프레임(110)의 저면에서 상기 고정부재(2)가 삽입되는 상기 볼트공(114) 주변을 방수하도록 구성된다.

이에, 상기 실링부재(130)는 상기 베이스부(111)의 길이방향을 따라 긴 띠 형상으로 형성될 수 있고, 또는 상기 볼트공(114)이 형성된 각각의 개소에 구비되게 다수개로 이루어질 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시예에서는 상기 실링부재(130)가 매우 쉽게 설치될 수 있다.

즉, 상기 베이스부(111)에는 소정의 단면 형상을 갖는 요홈(111a)이 적어도 하나 이상 형성되고, 상기 실링부재(130)는 상기 요홈(111a)에 대응하여 끼움 결합되는 하나 이상의 끼움돌기(131)가 돌출 형성되며, 상기 끼움돌기(131)는 상기 요홈(111a)에 대응하는 개수로 형성된다.

이때 상기 레일프레임(110)은 상기 지붕패널(1)의 산(1a)의 경사도에 의해 길이방향으로 기울어지게 시공되기 때문에 상기와 같이 상기 실링부재(130)가 시공된 경우 상기 볼트공(114) 주위에 물이 고이지 않고 상기 내부공간(S)을 따라 물이 일방으로 흐르기 때문에 상기 실링부재(130)를 통한 충분한 방수가 이루어질 수 있는 것은 물론, 설령 상기 볼트공(114)을 통해 소량의 물이 유입되더라도 상기 실링부재(130)는 상기 고정부재(2)에 의해 발생되는 상기 산(1a)의 구멍으로만 수분이 유입되지 않도록 하는 역할을 하는 것만으로 충분한 방수가 이루어질 수 있게 할 수 있다.

따라서, 본 발명 태양광 모듈 고정 장치(100)는 기존의 지붕패널을 그대로 이용할 수 있으면서 하나의 레일프레임(110)을 지붕패널(1)의 산(1a)부에 간편하게 체결할 수 있을 뿐만 아니라, 그에 따른 견고한 시공이 가능하며, 방수 구조를 위한 작업이 간편하면서 충분한 방수 구조를 이룰 수 있는 효과가 발생된다.

상기 고정브라켓(140)은 일단부가 상기 T-볼트(120)에 체결되어 다른 일단부가 상기 태양광 모듈(3)을 상기 레일프레임(110)에 고정될 수 있게 연결되는 구성이다.

한편, 본 발명의 일실시예에서는 상기 고정브라켓(140)이 일방향브라켓(141) 및 양방향브라켓(142)이 구성되어 이루어질 수 있다.

도 6을 참조하면, 상기 일방향브라켓(141)은 상기 태양광 모듈(3) 다수개가 상호 이웃하게 나란히 배치되는 경우 최외측에 배치된 태양광모듈(3)의 외측으로 설치되는 구성이다.

이에, 본 발명의 일실시예에서는 상기 일방향브라켓(141)이 바닥면(141a)과, 수직면(141b) 및 상부면(141c)이 형성되어 이루어질 수 있다.

도면을 참조하면, 상기 일방향브라켓(141)은 상기 바닥면(141a)에 상기 T-볼트(120)가 삽입되어 체결되기 위한 체결공(141a')이 형성되고, 상기 바닥면(141a)은 상기 레일프레임(110)의 상부면에 수평하게 안착되도록 평면을 이루게 형성된다.

또한, 상기 수직면(141b)은 상기 바닥면(141a)의 일측에서 상방으로 수직하게 연장되어 상기 태양광 모듈(3)의 테두리 측면과 면 접촉되게 지지됨으로써 사각형의 틀을 갖는 태양광 모듈(3)의 측면부가 유격 현상 없이 안정적으로 지지된다.

또한, 상기 상부면(141c)은 상기 수직면(141b)의 상단부에서 상기 바닥면(141a)의 반대측으로 평면을 이루게 돌출 연장된다. 즉, 상기 바닥면(141a)은 상기 수직면(141b)을 기준으로 일측으로 돌출 연장되어 상기 T-볼트(120)에 체결될 수 있게 수평 방향으로 연장되고, 상기 상부면(141c)은 상기 수직면(141b)을 기준으로 타측으로 돌출 연장되어 상기 태양광 모듈(3)의 테두리 부분 상단부를 하방으로 지지할 수 있도록 형성된다.

이에, 상기 태양광 모듈(3)은 상기 일방향브라켓(141)을 매개로 상기 레일프레임(110) 및 T-볼트(120)와 일체로 견고하게 고정될 수 있다.

이때, 본 발명의 일실시예에서는 상기 레일프레임(110)은 상기 일방향브라켓(140)의 바닥면(141a)의 폭에 대응하는 동일한 폭을 갖도록 소정 깊이만큼 움푹하게 형성된 브라켓안착홈(118)이 상부면에 더 형성되어 이루어진 것이 특징이다.

상기 브라켓안착홈(118)은 상기 레일프레임(110)의 상기 상부개구(117)가 형성된 상부면에 소정 움푹하게 패인 형태로 내부턱이 형성되어 상기 일방향브라켓(141)이 수용된 상태에서 유동하는 현상을 방지하게 된다.

즉, 상기 일방향브라켓(141)이 상기 레일프레임(110) 상부면에서 상기 T-볼트(120)에 끼워진 상태로 공구를 이용하여 상기 T-볼트(120)에 너트를 체결하는 경우 상기 일방향브라켓(141)이 회전되는 너트의 마찰로 인해 함께 움직이는 문제가 발생되는데, 이때 상기 일방향브라켓(141)이 상기 브라켓안착홈(118)에 의해 회전이 구속되어 작업자가 상기 일방향브라켓(141)을 상기 T-볼트에 체결하는 작업이 매우 용이하고, 그로 인한 작업 속도의 향상은 물론, 풍압 등에 의한 태양광 모듈(3)의 유동 현상으로 T-볼트에 체결된 너트가 점차적으로 풀리거나 하는 현상이 발생하지 않게 되어 고정브라켓을 단순하게 연결하는 구조에 비해 결합 내구성이 향상될 수 있는 효과가 발생된다.

또한, 본 발명의 일실시예에서는 상기 일방향브라켓(141)의 상부면(141c)은 말단부가 소정 각도만큼 하향 경사지게 소정의 굽힘각(θ)이 형성되어 상기 수직면(141b)과 서로 예각을 이루고, 상기 바닥면(141a)과 상기 수직면(141b)은 서로 직각을 이루게 형성된다.

즉, 상기 일방향브라켓(41)은 상기 수직면(142)을 기준으로 상기 바닥면(141)이 일측 방향으로 수평하게 돌출 연장되고, 상기 상부면(143)은 상기 타측 방향으로 소정 각도만큼 하향 경사지게 소정의 굽힘각(θ)이 형성되어 이루어지게 된다.

이에 따라, 본 발명 태양광 모듈 고정 장치(100)는 상기 일방향브라켓(141)이 상기 T-볼트(120)에 체결되는 과정에서 상기 상부면(141c)이 상기 태양광 모듈(3)의 상면을 하방으로 탄성 가압하게 고정되도록 한다.

즉, 도 6에 도시된 바와 같이 상기 일방향브라켓(141)은 바닥면(141a)이 상기 레일프레임(110)에 소정 깊이로 형성된 상기 브라켓안착홈(118)에 안착되기 전에 상기 상부면(141c)의 경사진 선단부가 태양광 모듈(3)의 상면에 먼저 닿을 수 있는 길이로 상기 수직면(141b)의 길이가 설정될 수 있으며, 이와 같은 경우 상기 바닥면(141a)이 상기 브라켓안착홈(118)에 닿지 않은 상태에서 상기 T-볼트(120)에 너트를 끝까지 체결하면 상기 상부면(141c)이 탄성 변형되며 태양광 모듈(3)의 상면에 면 접촉될 수 있게 되고, 이와 같은 탄성 가압 작용으로 상기 태양광 모듈(3)을 강한 힘으로 고정함으로써 태양광 모듈의 설치 시공 후 오랜 시간이 경과하더라도 태양광 모듈(3)이 유동하거나 연결 부품들이 쉽게 풀리는 현상 등이 발생되지 않게 된다.

상기 양방향브라켓(142)은 상호 이웃하게 배치되는 태양광 모듈(3) 중 양측의 태양광 모듈(3,3') 사이에서 상호 이웃하는 양측의 태양광 모듈(3,3')을 서로 고정할 수 있게 구성된 것이다.

이에, 상기 양방향브라켓(142)은 상기 일방향브라켓(141)과 유사한 형태의 바닥면(142a), 수직면(142b) 및 상부면(142c)으로 형성되되, 상기 상부면(142c)은 상기 일방향브라켓(142)과 동일한 형태로 굽힘각(θ)이 형성되는 것이 바람직하다.

상기 양방향브라켓(142)은 도 7에 도시된 바와 같이 양측의 상기 태양광 모듈(3,3') 사이의 틈새에 배치될 수 있는데, 이와 같이 배치되는 상기 양방향브라켓(142)은 상기 바닥면(142a)을 기준으로 상기 수직면(142b) 및 상부면(142c)이 양측으로 형성되어 양측의 상기 태양광 모듈(3,3')의 테두리 및 상단부를 동시에 지지할 수 있게 형성된다.

상기와 같이 형성된 양방향브라켓(142)은 상기 양측의 상기 태양광 모듈(3,3') 사이의 틈새에 상부면(142c)이 걸리도록 상기 바닥면(142a)의 체결공(142a')을 상기 T-볼트(120)에 끼운 상태로 삽입한 경우 상기 바닥면(142a)이 상기 레일프레임(110)의 상부면에서 소정 높이 이격되어 띄워지게 된다. 즉, 상기 양방향브라켓(142)은 상기 상부면(142c)의 경사진 선단부가 태양광 모듈(3,3')의 상단부에 닿은 상태로 지지되고, 이때 작업자가 상기 T-볼트(120)의 너트를 체결함에 따라 상기 양방향브라켓(142)에 형성된 굽힘각(θ)에 의해 상기 상부면(142c)이 양측의 태양광 모듈(3,3')을 탄성 가압하여 견고한 결합 작업이 이루어질 수 있도록 한다.

즉, 조립식 지붕패널(1) 상부로 연속하여 이웃하게 배치되는 다수의 태양광 모듈(3,3')을 매우 견고하게 고정할 수 있게 된다.

이에 따라, 본 발명 태양광 모듈 고정 장치(100)는 산(1a)과 마루(1b)가 길이방향으로 길게 반복형성된 조립식 지붕패널(1)로 시공되는 건축물의 지붕에 태양광 모듈(3)을 설치하는 작업이 매우 쉽고 견고하게 이루어질 수 있으며, 그에 따른 시공 시간이 크게 단축될 수 있으며, 종래에 비해 필요 부품의 개수가 줄어들게 되어 경제성 또한 향상될 수 있는 효과가 발생된다.

앞에서 설명되고 도면에 도시된 조립식 지붕의 태양광 모듈 고정 장치는 본 발명을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과하며, 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안된다. 본 발명의 보호범위는 이하의 특허청구범위에 기재된 사항에 의해서만 정하여지며, 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 개량 및 변경된 실시예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속한다고 할 것이다.

110 레일프레임 111 베이스부
112 격벽부 113 측벽부
114 볼트공 115 날개부
116 걸림턱 117 상부개구
120 T-볼트 130 실링부재
140 고정브라켓 141 일방향브라켓
142 양방향브라켓

Claims (4)

1. 산과 마루가 길이방향으로 길게 반복형성된 조립식 지붕패널로 시공되는 건축물의 지붕에 태양광 모듈을 설치하기 위한 태양광 모듈 고정 장치에 있어서,
   상기 지붕패널의 상기 산 부분을 따라 결합되도록 단면이 길게 연장 형성되되, 상기 산의 상면에 접하여 안착되게 형성된 베이스부와, 상기 베이스부 상부로 소정 내부공간을 이루도록 상기 베이스부로부터 소정 높이 상향 연장되는 격벽부 또는 측벽부와, 상기 내부공간의 상방으로 소정의 걸림턱을 이루도록 개방된 상부개구와, 상기 내부공간에서 상기 베이스부로 상하 관통된 볼트공이 형성되어 이루어진 레일프레임과;
   상기 상부개구를 통과할 수 있는 폭을 갖는 협폭과 상기 걸림턱에 걸리는 광폭을 갖는 헤드를 갖는 T-볼트를; 포함하되,
   상기 레일프레임의 베이스부가 상기 산의 상부면에 결합되게 상기 볼트공에 고정부재가 삽입되어 체결되는 경우 상기 볼트공을 방수하기 위해 상기 산의 상부면과 상기 베이스부 사이에 설치되는 실링부재를; 더 포함하는 것을 특징으로 하는 조립식 지붕의 태양광 모듈 고정 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 레일프레임은, 상기 산의 양측 경사측면에 접하는 날개부가 상기 베이스부의 양측에서 일체로 연장되어 형성된 것을 특징으로 하는 조립식 지붕의 태양광 모듈 고정 장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 태양광 모듈이 상기 레일프레임에 고정되게 일단부가 상기 T-볼트에 의해 상기 레일프레임에 체결 고정되고, 다른 일단부가 상기 태양광 모듈의 테두리 부분을 지지하는 고정브라켓을; 더 포함하되,
   상기 레일프레임은, 상기 고정브라켓의 폭에 대응하는 동일한 폭을 갖도록 소정 깊이만큼 움푹하게 형성된 브라켓고정홈이 상부면에 더 형성되어 이루어진 것을 특징으로 하는 조립식 지붕의 태양광 모듈 고정 장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 고정브라켓은, 상기 T-볼트가 삽입되어 체결되기 위한 체결공이 형성되고 상기 브라켓고정홈에 수평하게 안착되는 바닥면과, 상기 바닥면의 일측에서 상방으로 수직하게 연장되어 상기 태양광 모듈의 테두리 측면과 면 접촉되게 지지되는 수직면과, 상기 수직면의 상단부에서 상기 바닥면의 반대측으로 평면을 이루게 돌출 연장되어 상기 태양광 모듈의 테두리 상면을 지지하는 상부면이 형성되어 이루어지되,
   상기 상부면은 말단부가 소정 각도만큼 하향 경사지게 소정의 굽힘각이 형성되어 상기 수직면과 서로 예각을 이루고, 상기 바닥면과 상기 수직면은 서로 직각을 이루게 형성된 것을 특징으로 하는 조립식 지붕의 태양광 모듈 고정 장치.

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