УСТРОЙСТВО ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО СОЕДИНЕНИЯ ФОТОГАЛЬВАНИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ
PHOTOGALVANIC INSTALLATION ELECTRICAL CONNECTION DEVICE

Изобретение относится к электрической соединительной коробке для наружной обшивочной панели здания, на которой закреплен по меньшей мере один фотогальванический модуль. Такая панель в основном предназначена для выполнения фотогальванических крыш, хотя и не ограничивается этим применением.
Известно выполнение кровли крыши в виде ребристых панелей, например, из покрытой лаком оцинкованной стали, края которых перекрывают друг друга для обеспечения герметичности крыши.
Кроме того, из документа WO2009090347 известно присоединение к кровле зданий фотогальванических модулей. В частности, речь может идти о модулях в виде гибких лент, наклеиваемых на поверхность впадин гофр ребристой панели. В будущем можно также предусмотреть фотогальванические устройства, выполняемые непосредственно на поверхности впадин гофр ребристой панели, в частности, при помощи способов нанесения в вакууме или при атмосферном давлении. Эти модули соединены между собой при помощи сети проводов, предпочтительно в основном расположенных на обратной стороне кровли, чтобы избегать преждевременного износа проводов и сохранять эстетичный вид здания.
Однако недостатком такого расположения является необходимость наличия доступа к подшивке кровли для обеспечения соединения двух последовательных модулей на задней стороне ребристых панелей.
В документе JP10102708 указано, что можно избежать использования проводов за счет применения, с одной стороны, охватываемого электрического соединителя, находящегося вблизи нижнего конца панели и на обратной стороне, и, с другой стороны, охватывающего электрического соединителя, находящегося вблизи верхнего конца панели и на верхней стороне. Во время сборки двух панелей кровли, смежных в продольном направлении, охватываемый электрический соединитель верхней панели вставляют в охватывающий электрический соединитель нижней панели, что позволяет электрически соединить фотогальванический модуль верхней панели с фотогальваническим модулем нижней панели.
Однако такое расположение не позволяет подгонять схему проводки фотогальванической установки в случае присутствия выступов крыши, таких как выступающая часть дымовой трубы, вентиляционная труба, слуховое окно, чердачное окно, смотровой люк. Действительно, применение электрических проводов для обхода выступа крыши несовместимо с охватываемым и охватывающим электрическими соединителями.
Настоящее изобретение призвано преодолеть вышеупомянутые проблемы и предложить электрическую соединительную коробку, облегчающую сборку панелей и соединение проводами фотогальванических модулей.
В связи с этим первым объектом изобретения является электрическая соединительная коробка для наружной обшивочной панели здания, на которой расположен по меньшей мере один фотогальванический модуль, содержащий электрический полюс на одном из своих продольных концов и электрический полюс обратной полярности на другом конце, при этом соединительная коробка содержит:
- дно,
- боковую стенку, окружающую дно и расположенную к нему перпендикулярно, при этом боковая стенка содержит на своей наружной стороне периферический бортик, предназначенный для удержания соединительной коробки на месте в проеме, выполненном в наружной обшивочной панели,
- выход провода, расположенный в части соединительной коробки, находящейся над периферическим бортиком, и предназначенный для соединения электрической соединительной коробки с электрическим полюсом установленного на панели фотогальванического модуля,
- внутреннюю полость, ограниченную дном и стенкой, содержащую электрическую клемму с осью, перпендикулярной к дну, предназначенную для подсоединения электрического разъема, находящегося на обратной стороне смежной наружной обшивочной панели,
- съемный электрический выключатель, соединяющий электрическую клемму с выходом провода и находящийся на боковой стенке соединительной коробки.
Заявленная коробка может также иметь следующие факультативные признаки, рассматриваемые отдельно или в комбинации:
- периферический бортик находится в верхней трети боковой стенки,
- периферический бортик является непрерывным на периферии боковой стенки,
- выход провода расположен смежно с периферическим бортиком,
- выход провода выполнен в виде электрической клеммы, выполненной с возможностью соединения с электрическим разъемом,
- съемный электрический выключатель содержит электрический проводник, имеющий два конца, при этом каждый из концов входит в электрический контакт соответственно с электрической клеммой и с выходом провода,
- электрическая клемма и выход провода находятся в электрическом контакте, каждый, с электрической розеткой, при этом обе электрические розетки становятся доступными после извлечения съемного электрического выключателя из соединительной коробки.
Вторым объектом изобретения является наружная обшивочная панель здания, содержащая:
- верхний поперечный край, содержащий верхнюю зону перекрывания, предназначенную для перекрывания смежной панелью,
- нижний поперечный край, содержащий нижнюю зону перекрывания, предназначенную для перекрывания смежной панели,
- центральную часть, соединяющую поперечные края и закрытую по меньшей мере одним фотогальваническим модулем, содержащим электрический полюс на одном из своих продольных концов и электрический полюс обратной полярности на другом конце,
-проход, находящийся в нижней зоне перекрывания, через который проходит электрический провод, соединяющий один из двух электрических полюсов фотогальванического модуля с электрическим разъемом, находящимся на обратной стороне панели в нижней зоне перекрывания,
- проем, находящийся в верхней зоне перекрывания, в котором установлена электрическая соединительная коробка, соединенная с другим электрическим полюсом фотогальванического модуля при помощи электрического провода, при этом соединительная коробка содержит:
- дно,
- боковую стенку, окружающую дно и расположенную к нему перпендикулярно, при этом боковая стенка содержит на своей наружной стороне периферический бортик, предназначенный для удержания соединительной коробки на месте в проеме,
- выход провода, расположенный в части соединительной коробки, находящейся над периферическим бортиком, и предназначенный для соединения электрической соединительной коробки с другим электрическим полюсом устанавливаемого на панели фотогальванического модуля,
- внутреннюю полость, ограниченную дном и стенкой, содержащую электрическую клемму с осью, перпендикулярной к дну, предназначенную для подсоединения электрического разъема, находящегося на обратной стороне смежной наружной обшивочной панели,
- съемный электрический выключатель, соединяющий электрическую клемму с выходом провода и находящийся на боковой стенке соединительной коробки.
Заявленная панель может также иметь факультативный признак, согласно которому она содержит углубление, окружающее проем.
Другие отличительные признаки и преимущества изобретения будут более очевидны из нижеследующего описания.
Чтобы иллюстрировать изобретение, были проведены испытания, которые будут описаны в качестве неограничивающих примеров, в частности, со ссылками на прилагаемые фигуры.
Изобретение будет более понятно из нижеследующего описания, представленного в качестве неограничивающего примера, со ссылками на прилагаемые фигуры.
На фиг. 1 показана наружная обшивочная панель здания, на которой расположен по меньшей мере один фотогальванический модуль, вид в перспективе;
на фиг. 2 показана верхняя часть панели, изображенной на фиг. 1, вид в перспективе;
на фиг. 3 показана нижняя часть панели, изображенной на фиг. 1, вид в перспективе;
на фиг. 4 показана наружная обшивочная панель здания, на которой расположен по меньшей мере один фотогальванический модуль, вид в перспективе;
на фиг. 5 показана обратная сторона нижней части панели, изображенной на фиг. 4, вид в перспективе;
на фиг. 6 показана электрическая соединительная коробка согласно первому варианту осуществления, вид в перспективе;
на фиг. 7 показан съемный электрический выключатель, вид в перспективе;
на фиг. 8 показана электрическая соединительная коробка, вид в перспективе;
на фиг. 9 показана крыша, содержащая две наружные обшивочные панели здания, на которых расположен по меньшей мере один фотогальванический модуль, схематичный вид в разрезе;
на фиг. 10 показана электрическая соединительная коробка согласно второму варианту осуществления, вид в перспективе.
Одни и те же элементы на каждой из фигур имеют одинаковые обозначения.
В дальнейшем тексте описания под панелью следует понимать элемент плоской формы, то есть имеющий небольшую толщину по сравнению со своими другими размерами. Панель может быть выполнена в виде пластины или листа из единого материала или в виде композитной сборки. В этом последнем случае панель представляет собой наложение друг на друга нескольких слоев одного материала или разных материалов. Материалом может быть, кроме всего прочего, металлический материал, полимер или керамика. В качестве неограничивающего примера металлических материалов можно указать сталь, алюминий, медь, цинк. Предпочтительно панель является металлическим листом. Предпочтительно речь идет о стали, оцинкованной и покрытой лаком, чтобы защищать ее от коррозии. В факультативном варианте панель может быть вспененной на нижней стороне и образовать таким образом наружную облицовку слоистой панели.
В рамках изобретения предпочтительно панель сформована при помощи любого известного способа придания формы, среди которых можно указать, например, сгибание, профилирование, штамповку, формовку.
Чтобы получить наружную обшивку здания, такую как крыша или фасад, панели соединяют между собой с граничным перекрыванием их продольных краев и их поперечных краев и крепят на несущей конструкции здания при помощи средств крепления, таких как винты, гвозди или заклепки.
В дальнейшем тексте описания для облегчения понимания изобретения будет делаться ссылка только на крышу, хотя изобретение можно применять для любой наружной обшивки здания.
В тексте описания под фотогальваническим модулем следует понимать совокупность фотогальванических элементов, соединенных между собой, предпочтительно последовательно, и изолированных снаружи защитным барьером. В качестве неограничивающего примера можно указать модуль в виде гибкой ленты, наклеенной на центральную часть панели, или модуль, выполненный непосредственно на центральной части панели путем последовательного нанесения слоев соответствующего состава при помощи способов нанесения в вакууме или при атмосферном давлении.
Внутри каждого фотогальванического модуля расположение и компоновка фотогальванических элементов не являются ограничивающими. В качестве неограничивающего примера можно указать, что элементы могут быть расположены один под другим в один ряд или могут быть расположены в несколько рядов, при этом ряды соединены друг с другом таким образом, чтобы образовать подобие сложенной ленты. Предпочтительно, чтобы облегчить выполнение фотогальванических модулей непосредственно на панели при помощи способов нанесения в вакууме или при атмосферном давлении, элементы располагают в один ряд.
В рамках изобретения фотогальванический модуль содержит электрический полюс на одном из своих продольных концов и электрический полюс обратной полярности на другом конце.
Как показано на фиг. 1, наружная обшивочная панель 1 здания в основном содержит первый продольный край 2, второй продольный край 3, верхний поперечный край 4, нижний поперечный край 5, при этом все четыре края соединены центральной частью 6, покрытой по меньшей мере одним фотогальваническим модулем 7.
Верхний поперечный край 4 содержит верхнюю зону 41 перекрывания, предназначенную для перекрывания смежной панелью во время сборки кровли. Как правило, эта верхняя зона перекрывания имеет ширину, составляющую от 150 до 500 мм в зависимости, кроме всего прочего, от уклона ската крыши.
Нижний поперечный край 5 содержит нижнюю зону 51 перекрывания, предназначенную для перекрывания смежной панели во время сборки кровли. Как правило, эта нижняя зона перекрывания имеет ширину, составляющую от 150 до 500 мм в зависимости, кроме всего прочего, от уклона ската крыши.
Как показано на фиг. 2, верхняя зона 41 перекрывания панели 1 содержит проем 8, предназначенный для установки электрической соединительной коробки. Размеры проема соответствуют предусмотренной для этой цели электрической соединительной коробке. В частности, размеры подгоняют с учетом тепловых расширений и нагрузок, которые могут действовать на панель во время ее использования.
Проем 8 можно получить при помощи любой технологии резания, известной специалисту в данной области, среди которых в качестве неограничивающих примеров можно указать механическое резание, лазерное резание, водяное резание, кислородное резание.
Предпочтительно верхняя зона 41 перекрывания панели 2 содержит также углубление 9, окружающее проем 8. Это углубление позволяет опустить соединительную коробку по отношению к контуру углубления и проложить электрические провода, соединяющие соединительную коробку с фотогальваническим модулем 7. Выбирая соответствующие размеры углубления, соединительной коробки и электрических проводов, можно плотно перекрыть верхнюю зону 41 перекрывания нижней зоной 51 перекрывания смежной панели. Это способствует герметичности соединения двух смежных панелей.
Углубление 9 можно получить посредством штамповки панели или при помощи любой другой технологии формования, известной специалисту в данной области и адаптированной к ситуации.
Как показано на фиг. 3, нижняя зона 51 перекрывания содержит проход, т.е. отверстие 10, выполненное в толще панели. Отверстие 10 позволяет пропустить на заднюю сторону панели электрический провод, соединенный с фотогальваническим модулем 7.
Отверстие 10 можно получить при помощи любой технологии резания, известной специалисту в данной области, в качестве неограничительных примеров которой можно указать пробивку, фрезерование, механическое резание, лазерное резание, водяное резание, кислородное резание.
Как показано на фиг. 4, панель 1 содержит также соединительную коробку 11, вставленную в проем 8, выполненный в панели 1 в верхней зоне 41 перекрывания. Соединительная коробка 11 соединена с фотогальваническим модулем 7 и, в частности, с его электрическим полюсом, находящимся на его верхнем конце, при помощи электрического провода 12.
Как показано на фиг. 5, панель 1 содержит также электрический разъем 13, находящийся на обратной стороне панели в нижней зоне 51 перекрывания. Электрический разъем 13 соединен с фотогальваническим модулем 7 (на фиг. 5 не показан) и, в частности, с его электрическим полюсом, находящимся на его нижнем конце, при помощи электрического провода 14. Электрический провод 14 проходит через панель 1 на уровне отверстия 10 (на фигуре не показано).
Электрический разъем 13 предназначен для подсоединения к соединительной коробке смежной панели 1, когда нижняя зона 51 перекрывания панели, на которой находится электрический разъем, перекрывает верхнюю зону 41 перекрывания смежной панели. Таким образом, фотогальванические модули, установленные на этих двух панелях, соединены между собой электрически.
Далее со ссылками на фиг. 6 следует описание соединительной коробки 11 согласно первому варианту осуществления.
Прежде всего соединительная коробка содержит дно 15, обрамленное боковой стенкой 16, которая расположена перпендикулярно к дну.
Предпочтительно дно 15 не содержит никакого проема, что обеспечивает хорошую водонепроницаемость соединительной коробки.
Предпочтительно дно 15 является плоским, что позволяет свести к минимуму габарит соединительной коробки и установить ее на уровне зоны перекрывания между двумя смежными наружными обшивочными панелями.
Согласно представленному варианту, боковая стенка 16 имеет прямоугольное сечение и, следовательно, имеет четыре боковые стороны стенки. В рамках изобретения можно также предусмотреть и другие сечения стенки.
Предпочтительно дно и боковая стенка выполнены из изоляционного материала, например, путем формования синтетического материала, в частности, из пластика.
На своей наружной стороне боковая стенка 16 содержит периферический бортик 17.
Периферический бортик 17 позволяет прижать соединительную коробку в положение упора в наружную обшивочную панель, когда коробку и, в частности, ее боковую стенку вставляют в проем 8, выполненный в наружной обшивочной панели.
Предпочтительно периферический бортик 17 представляет собой выступ из того же материала, что и боковая стенка соединительной коробки. Таким образом, бортик можно изготовить одновременно с боковой стенкой, например, посредством формования.
Предпочтительно периферический бортик 17 расположен в верхней трети боковой стенки и еще предпочтительнее - на уровне верхнего края боковой стенки таким образом, чтобы соединительная коробка как можно меньше выступала из верхней стороны наружной обшивочной панели. Такая конфигурация обеспечивает хорошее перекрывание двух смежных в продольном направлении наружных обшивочных панелей.
Предпочтительно периферический бортик 17 является непрерывным на периферии боковой стенки. Это позволяет обеспечивать водонепроницаемость между соединительной коробкой и наружной обшивочной панелью. Вместе с тем, можно предусмотреть прерывистый периферический бортик, если на этом уровне нет необходимости в хорошей герметичности.
По этим же соображениям водонепроницаемости на нижней стороне периферического бортика можно предусмотреть уплотнительную прокладку. Эта прокладка сплющивается между коробкой и панелью во время установки на место коробки на панель. Эта уплотнительная прокладка может представлять собой клей, обеспечивающий приклеивание соединительной коробки к наружной обшивочной панели.
Как показано на фиг. 6, дно 15 и боковая стенка 16 образуют внутреннюю полость 22.
Внутренняя полость 22 содержит электрическую клемму 23 с осью, перпендикулярной к дну.
Электрическая клемма 23 позволяет электрически соединить соединительную коробку первой панели 1 с электрическим разъемом 13 второй панели 1 во время сборки двух смежных панелей. В частности, когда нижнюю зону 51 перекрывания верхней панели укладывают на верхнюю зону 41 перекрывания нижней панели поступательным движением, перпендикулярным к плоскости панелей, электрическая клемма 23 соединительной коробки нижней панели и электрический разъем 13 верхней панели заходят друг в друга.
Электрическая клемма 23 может быть как охватываемой клеммой, так и охватывающей клеммой. Соответственно выбирают тип электрического разъема 13.
Специалист в данной области сможет выбирать геометрию и соответствующие размеры электрической клеммы 23 и электрического разъема 13 таким образом, чтобы обеспечивать хорошее электрическое соединение и хорошую водонепроницаемость после захождения друг в друга электрической клеммы 23 и электрического разъема 13.
Внутренняя полость 22 может быть частично закрыта крышкой (не показана), закрывающей полость за исключением верхнего конца электрической клеммы 23.
Как показано на фиг. 6, соединительная коробка содержит также выход 21 провода, находящийся в части соединительной коробки, которая находится над периферическим бортиком 17, иначе говоря в части коробки, доступной с верхней стороны панели 1 после установки соединительной коробки 11 в проеме 8 панели.
Этот выход 21 провода позволяет соединить верхний электрический полюс фотогальванического модуля с соединительной коробкой при помощи электрического провода 12.
Расположение выхода 21 провода в части соединительной коробки, находящейся над периферическим бортиком 17, позволяет отказаться от сверления панели 1 для прокладки электрического провода 12.
Согласно варианту изобретения, выход 21 провода расположен смежно с периферическим бортиком. Это расположение позволяет электрическому проводу 12 проходить на одном уровне с панелью 1. Таким образом, провод можно приклеить к панели, и его небольшой габарит облегчает перекрывание панели смежной панелью.
Согласно представленному варианту изобретения, выход 21 провода выполнен в виде электрической клеммы с осью, перпендикулярной к дну, находящейся во внутренней полости 22. Эта электрическая клемма выполнена с возможностью подсоединения электрического разъема, находящегося на конце электрического провода 12, предназначенного для соединения верхнего электрического полюса фотогальванического модуля 7 с соединительной коробкой 11. Электрическая клемма может быть как охватываемой клеммой, так и охватывающей клеммой. Соответственно выбирают тип электрического разъема электрического провода 12.
В альтернативном варианте выход 21 провода обеспечивает прохождение электрического провода, напрямую подсоединяемого внутри соединительной коробки
Как показано на фиг. 6, соединительная коробка 11 содержит также съемный электрический выключатель 24, находящийся на боковой стенке соединительной коробки.
Съемный электрический выключатель 24 соединяет по умолчанию электрическую клемму 23 с выходом 21 провода и позволяет размыкать электрическую цепь между электрической клеммой 23 и выходом 21 провода. В случае размыкания электрической цепи невозможно произвести электрическое соединение между двумя фотогальваническими модулями 7, расположенными на двух смежных панелях 1. С другой стороны, можно электрически соединить фотогальванические модули, установленные на отстоящих друг от друга панелях при помощи дополнительного электрического провода, что будет подробно описано ниже со ссылками на фиг. 9.
Съемный электрический выключатель 24 находится на боковой стенке соединительной коробки, предпочтительно на боковой стороне стенки, которая должна быть обращена к верхнему поперечному краю 4 панели. Таким образом, к нему можно легко получить доступ, когда соединительная коробка вставлена в панель 1, которая, в свою очередь, установлена на крыше. Действительно, оператору нет необходимости иметь доступ к подшивке крыши, чтобы получить доступ к съемному электрическому выключателю. Чтобы получить доступ к выключателю, ему достаточно доступа к верхнему поперечному краю 4 панели 1.
В зависимости от глубины углубления 9 и/или от положения периферического бортика 17 электрический выключатель может находиться над или под периферическим бортиком.
Предпочтительно съемный электрический выключатель 24 вставляют в проем 18, выполненный в боковой стенке соединительной коробки. Часть съемного электрического выключателя выступает из боковой стенки. Это позволяет взяться рукой за съемный электрический выключатель и извлечь его из соединительной коробки, потянув его вверх.
Как показано на фиг. 7, съемный электрический выключатель 24 выполнен в виде детали, имеющей приблизительную форму прямоугольного параллелепипеда, одна боковая сторона которого является открытой, чтобы получать доступ к полой конструкции детали. Внутри детали находится электрический проводник 25, имеющий два конца 26, доходящие до уровня открытой боковой стороны.
Когда съемный электрический выключатель 24 вставлен в соединительную коробку, электрический проводник 25 обеспечивает электрическое соединение между электрической клеммой 23 и выходом 21 провода, при этом каждый из концов 26 входит в электрический контакт соответственно с электрической клеммой 23 и с выходом 21 провода.
Как показано на фиг. 8, извлечение съемного электрического выключателя 24 из соединительной коробки позволяет получить доступ к двум электрическом розеткам 27. Каждая из электрических розеток 27 входит в электрический контакт соответственно с электрической клеммой 23 и с выходом 21 провода.
Этот съемный электрический выключатель позволяет подгонять схему проводки фотогальванической установки в зависимости от выступов крыши. Действительно, как показано на фиг. 9, в случае присутствия выступа крыши, такого как выступающая часть дымовой трубы 19, фотогальванический модуль 7, установленный на панели 1, смежной с выступом крыши, невозможно соединить электрически с панелью 1’, находящейся за выступом крыши, просто вставив электрический разъем 13’ панели 1’ в соединительную коробку 11 панели 1. Путем извлечения съемного электрического выключателя можно электрически подсоединить конец электрического провода 20 к соединительной коробке панели 1, смежной с выступом крыши. Другой конец электрического провода 20 соединяют с электрическим разъемом 13’ панели 1’, находящейся за выступом крыши.
В частности, извлечение съемного электрического выключателя дает возможность доступа к электрической розетке 27, электрически соединенной с выходом 21 провода, который, в свою очередь, электрически соединен с фотогальваническим модулем 7, расположенным на панели 1 при помощи электрического провода 12. Подсоединяя электрический провод 20 к этой электрической розетке 27, электрически соединяют фотогальванический модуль 7 с продолжением фотогальванической установки и, в частности, с фотогальваническом модулем 7’, расположенным на панели 1’ и электрически соединенным с электрическим разъемом 13’.
С учетом положения съемного электрического выключателя 24 используемый электрический провод 20 находится на нижней стороне панелей 1. Это позволяет избегать преждевременного износа провода и сохранить эстетичный вид здания.
В альтернативном варианте извлечение съемного электрического выключателя 24 позволяет подсоединять к соединительной коробке другие электронные устройства, которые обеспечивают, например, функциональность соединительной коробки. Например, но неограничительно, речь может идти об электронном контроллере, микропреобразователе…
Далее со ссылками на фиг. 10 следует описание соединительной коробки 11 согласно второму варианту осуществления.
Соединительная коробка 11 согласно этому второму варианту осуществления имеет все признаки соединительной коробки согласно первому варианту осуществления за исключением описанных ниже признаков.
Согласно этому варианту осуществления, выход 21 провода выполнен в виде контактного зажима, смежного с периферическим бортиком 17, в который вставляют электрический провод 12. Это расположение позволяет электрическому проводу 12 доходить до панели 1. Таким образом, провод можно приклеить к панели, и его небольшой габарит облегчает перекрывание панели смежной панелью.
Внутренняя полость 22 является открытой и содержит только электрическую клемму 23. Во время сборки панелей 1 электрическая клемма 23 заходит в электрический разъем 13, находящийся на обратной стороне смежной панели, при этом электрический разъем 13 выполняет роль крышки соединительной коробки 11.