本申請要求在2014年7月3日提交的美國臨時專利申請No.62/020,647的優(yōu)先權(quán)和全部權(quán)益，在此通過引用清楚地將該申請整體地并入本申請中。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明總體上涉及用于太陽能面板的安裝支承件，更具體地涉及一種用于平坦或低坡屋頂裝置上的太陽能面板的塑料安裝支承件。

背景技術(shù)：

已知設(shè)置用于太陽能面板的安裝支承件或底座。在至少一種形式中，底座具有用于安置在平坦表面上的底部和從底部向上延伸以形成箱形腔室的多個壁，所述箱形腔室用于接納作為“靜負(fù)載”的諸如礫石或鋪路石的壓載物(ballast)以抵抗風(fēng)浮力等來保持底座就位。底座還具有從壁向外延伸的凸緣，以提供用于擺放在太陽能面板上的支承表面和用于將太陽能面板緊固在支承表面上的緊固機構(gòu)。底座通過注塑成型工藝或低壓工藝由熱固性或熱塑性材料制成。最近，太陽能行業(yè)已對安裝支承件設(shè)立激進的成本目標(biāo)，目的是為了降低太陽能裝置的總成本以與其它形式的能量競爭。設(shè)計滿足性能目標(biāo)的同時滿足低成本目標(biāo)的用于太陽能面板的支承件或底座對于行業(yè)而言是一項大的挑戰(zhàn)。

因此，希望提供一種用于太陽能面板的塑料安裝支承件，該塑料安裝支承件提供了經(jīng)濟有效的方案。還希望提供一種用于太陽能面板的塑料安裝支承件，所述塑料安裝支承件使用由諸如水泥、砂或礫石的材料作為主要結(jié)構(gòu)制成的已有壓載塊。還希望提供一種與承載整個結(jié)構(gòu)上的負(fù)載的一部分的壓載塊協(xié)作的塑料安裝支承件。更進一步希望提供一種能用于每個用于安裝太陽能面板的位置和構(gòu)型的塑料安裝支承件。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

相應(yīng)地，本發(fā)明是一種用于太陽能面板的塑料安裝支承件。該塑料安裝支承件包括塑料基部和塑料部件，所述塑料基部適合與支承表面接合并且支承壓載塊，所述塑料部件用于與太陽能面板連接并與基部協(xié)作以將壓載塊保持在塑料部件和塑料基部之間，以使得壓載塊與塑料安裝支承件協(xié)作，從而承載太陽能面板上的一部分向下載荷以及抵抗太陽能面板上的向上風(fēng)載。

本發(fā)明的一個優(yōu)點在于提供了一種用于將太陽能面板安裝在其上的塑料安裝支承件。本發(fā)明的另一個優(yōu)點在于塑料安裝支承件滿足對于安裝在其上的太陽能面板的載荷和結(jié)構(gòu)要求。本發(fā)明的又一個優(yōu)點在于塑料安裝支承件結(jié)合了作為用于主結(jié)構(gòu)的壓載物的已有的一個或多個水泥塊，以減小用于支承件的塑料材料的用量。本發(fā)明的再另一個優(yōu)點在于，如果塑料材料由于某種原因而承受比設(shè)計大的載荷或塑料材料發(fā)生蠕變或任何類型的機械過載，則塑料安裝支承件使用水泥塊作為安全因素結(jié)構(gòu)支承件。本發(fā)明的又一個優(yōu)點在于塑料安裝支承件能耐受太陽能面板上比較大的載荷。本發(fā)明的又一個優(yōu)點在于塑料安裝支承件能用于每個用于安裝太陽能面板的位置和構(gòu)型。本發(fā)明的再又一個優(yōu)點在于塑料安裝支承件通過由塑料制成并使用已有的水泥塊作為壓載物而提供了經(jīng)濟有效的方案。本發(fā)明的另一個優(yōu)點在于塑料安裝支承件的重量與使用塑料材料制成的常規(guī)太陽能底座相比減輕。

在閱讀以下結(jié)合附圖進行的說明之后，將容易地領(lǐng)會本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點，因為它們變得更好理解。

附圖說明

圖1是根據(jù)本發(fā)明的塑料安裝支承件的一個實施例的透視圖，示出了以一定角傾斜度安裝在其上的太陽能面板。

圖1A是與圖1相似的視圖，示出了通過塑料安裝支承件對太陽能面板的角度的調(diào)節(jié)。

圖2是被示出為帶有兩個壓載塊的圖1和1A的塑料安裝支承件的透視圖。

圖3是不帶壓載塊的塑料安裝支承件的與圖2相似的視圖。

圖4是圖3的塑料安裝支承件的另一透視圖。

圖5是圖1的塑料安裝支承件的根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的側(cè)視立面圖，示出了以第一角傾斜度安裝在其上的太陽能面板。

圖6是圖5的塑料安裝支承件和太陽能面板的后視立面圖。

圖7是圖5的塑料安裝支承件的側(cè)視立面圖，示出了以第二角傾斜度安裝在其上的太陽能面板。

圖8是圖5的塑料安裝支承件和太陽能面板的后視立面圖。

圖9是其中設(shè)置有壓載塊的圖1的塑料安裝支承件的根據(jù)本發(fā)明的又一實施例的斷面圖。

圖10是圖9的塑料安裝支承件的分解透視圖。

圖11是其中未設(shè)置壓載塊的圖3的塑料安裝支承件的根據(jù)本發(fā)明的再另一實施例的透視圖。

圖12是其中未設(shè)置壓載塊的圖3的塑料安裝支承件的根據(jù)本發(fā)明的又一實施例的透視圖。

具體實施方式

參照附圖，其中在全部若干視圖中同樣的附圖標(biāo)記表示同樣的部分，根據(jù)本發(fā)明的塑料安裝支承件的一個實施例總體上以10被示出。塑料安裝支承件10構(gòu)造成具有安裝在其上的總體上以12表示的太陽能面板。如圖1所示，太陽能面板12的形狀大體是矩形并且在每個角部(共有四個)附近具有一個塑料安裝支承件10。太陽能面板12通過諸如緊固件(未示出)的適當(dāng)機構(gòu)固定到塑料安裝支承件10。應(yīng)了解，圖1中所示的太陽能面板12在本領(lǐng)域中是已知的并且可買到。還應(yīng)了解，在圖1中所示的太陽能面板12并非旨在限制本發(fā)明的范圍。還應(yīng)了解，塑料安裝支承件10可供未在這里具體示出的各種其它類型的太陽能面板使用而不脫離本發(fā)明的范圍。

參照圖1至4，塑料安裝支承件10包括用于與支承表面接合的塑料基部16，所述支承表面例如建筑物的平屋頂?；?6的形狀大體呈矩形，但可以是任何合適的形狀。在一個實施例中，基部16具有在所述基部中軸向地形成的槽18以形成大體倒“U”形且平坦的部件?；?6可包括從其向上延伸并且彼此縱向地間隔開的一個或多個止擋部20。止擋部20從基部16向上突出并且具有相對平坦以與將描述的壓載塊26接合從而將基部16向下保持在支承表面上的一個側(cè)面。基部16還可具有從其封閉端縱向地延伸的安裝凸緣22。安裝凸緣22具有比基部16的寬度小的寬度。基部16由塑料材料制成。基部16是一體的、單體的和一件式的。

塑料安裝支承件10還包括塑料部件24，該塑料部件適合在一個或多個壓載塊26上方延伸以與太陽能面板12連接并與基部16協(xié)作以將壓載塊26保持在其中。在圖1至4所示的實施例中，兩個壓載塊26與一個塑料安裝支承件10一起使用。壓載塊26的形狀大體呈矩形。在一個實施例中，壓載塊26由水泥制成。壓載塊26具有一般的4英寸×8英寸×16英寸的尺寸。應(yīng)了解，可使用其它適當(dāng)尺寸的壓載塊26。還應(yīng)了解，壓載塊26可由諸如砂、礫石等其它合適的材料制成。

如圖1至4所示，部件24包括從基部16的相對縱向兩側(cè)縱向地和向上延伸的一對側(cè)壁28。在一個實施例中，側(cè)壁28成一定角度向上延伸。每個側(cè)壁28都包括穿過其中橫向地延伸以允許壓載塊26穿過側(cè)壁28延伸的一個或多個孔洞30?？锥?0的形狀大體是矩形，但可以是任何合適的形狀以與壓載塊26互補。在一個實施例中，孔洞30中的一個孔洞具有比另一個孔洞30的高度大的高度，并且該一個孔洞30具有比另一個孔洞30的寬度大的寬度?？锥?0的高度和寬度比壓載塊26大，以使得壓載塊26在止擋部20之間擱靠在基部16上并且不接觸部件24。應(yīng)了解，壓載塊26與部件24之間存在空間或間隙。還應(yīng)了解，側(cè)壁28可包括其它孔洞以減輕重量和減少材料。

部件24還包括在側(cè)壁28之間橫向地并從基部16的相對橫向端部向上延伸的一對端壁32。在一個實施例中，端壁32成一定角度向上延伸。每個端壁32都可包括穿過其中延伸以減輕重量和減少材料的一個或多個孔洞34。孔洞34的形狀大體呈矩形，但可以是任何合適的形狀。在一個實施例中，端壁32中的一個端壁具有比另一個端壁32的高度大的高度。

部件24還包括在端壁32之間縱向地并且在側(cè)壁28之間橫向地延伸的頂壁36。頂壁36的形狀大體呈矩形，但可以是任何合適的形狀。在圖示的實施例中，頂壁36具有由第一頂壁36a、第二頂壁36b和第三頂壁36c構(gòu)成的樓梯踏步構(gòu)型。第三頂壁36c處于比第一頂壁36a高的高度處。頂壁36可包括穿過其中延伸以減輕重量和減少材料的一個或多個孔洞38。應(yīng)了解，頂壁36可具有任何合適的構(gòu)型。

塑料安裝支承件10包括用于附接到太陽能面板12的一個或多個突起40。在圖示的實施例中，部件24具有從頂壁36向外且向上延伸的一個突起40。突起40具有穿過其中延伸以接納用于與太陽能面板12連接的諸如緊固件或桿(未示出)的緊固機構(gòu)的孔洞42。突起40可以是單個部件或彼此橫向地間隔開的一對部件，其中每個部件都具有穿過其中延伸的孔洞42。在圖示的實施例中，基部16具有從基座41向外且向上延伸的一個突起40，該基座41從安裝凸緣壁22向上延伸。突起40具有穿過其中延伸以接納用于與太陽能面板12連接的諸如緊固件或桿(未示出)的緊固機構(gòu)的孔洞42。突起40可以是單個部件或彼此橫向地間隔開的一對部件，其中每個部件都具有穿過其中延伸的孔洞42?；?6可包括在突起40與端壁32之間縱向地延伸的一個或多個肋44。肋44可橫向地間隔開。應(yīng)了解，塑料安裝支承件10是模塊化的并且多個安裝支承件10可被堆疊在一起以進行運輸。

塑料安裝支承件10由聚合材料制成。聚合材料可以是熱塑性材料或熱固性材料。在一個實施例中，基部16和部件24由聚合材料制成，該聚合材料基于其總體積通過一定重量百分比的纖維強化。在一個實施例中，纖維的百分比處于從百分之零(0％)至約百分之六十五(65％)的范圍內(nèi)。纖維是玻璃、碳、礦物和/或金屬材料中的至少一者。在一個實施例中，纖維一般是長玻璃纖維或碳纖維、短玻璃或碳纖維、或長和短玻璃和/或碳纖維的組合。應(yīng)了解，纖維的尺寸(例如長度、直徑等)可變化并且可被涂覆或未涂覆。例如，在一個實施例中，纖維可具有小于13微米的平均直徑。在另一些實施例中，纖維可具有10微米或10微米以下的平均直徑。聚合材料或纖維自身可包含其它成分以促進聚合材料自身與纖維之間的結(jié)合。用于本發(fā)明的合適的纖維的例子包括可從PPG Industries Inc.,One PPG Place,Pittsburgh,PA 15272購得的ChopHP 3660。

聚合材料可以是任何聚合物，諸如以下類別的熱塑性或熱固性聚合物中的一者：由聚酯、聚酰胺、聚乙烯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、丙烯腈、丁二烯苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、醋酸纖維素、環(huán)烯烴共聚物、含氟聚合物、聚甲醛、聚丙烯酸酯、聚丙烯腈、聚芳醚酮、聚酰胺-酰亞胺、聚對苯二甲酸丁二酯、聚氨酯、聚酮、聚醚醚酮、聚醚酰亞胺、聚碳酸酯、聚甲基戊烯、聚苯硫醚、聚苯醚、聚鄰苯二甲酰胺、聚苯乙烯、聚砜、聚氯乙烯和苯乙烯-丙烯腈以及它們的任意組合組成的群組中的任意成員。

在一個實施例中，聚合材料是聚酰胺。盡管不要求，但聚酰胺典型地選自由聚酰胺6、聚酰胺6/6、聚酰胺46、聚酰胺6/10、聚酰胺6I/6T、聚酰胺11、聚酰胺12、聚酰胺6/12和它們的任意組合組成的群組。然而，應(yīng)了解，聚酰胺以外的聚合材料也可用于制造塑料安裝支承件10。用于本發(fā)明的合適的聚酰胺的一個例子包括可從BASF Corporation,100Campus Drive,Florham Park,NJ購得的8233G HS。合適的塑料材料的另一個例子是可從BASF Corporation,100Campus Drive,Florham Park,NJ購得的B3WG10。

在一個實施例中，聚合材料可包括用于向聚合材料賦予抗沖擊性的抗沖改性劑。當(dāng)采用時，抗沖改性劑基于聚合材料的總重量一般地以約1至約20份重量的量存在?？箾_改性劑可以是任意抗沖改性劑，但可選自由彈性體、乙烯共聚物、乙烯-丙烯共聚物、乙烯-丙烯-二烯三元聚合物、乙烯-丙烯酸酯共聚物、苯乙烯-丁二烯共聚物、苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯三元聚合物、聚氨酯和它們的任意組合組成的群組。適于本發(fā)明的合適的抗沖改性劑的一個例子是可從DuPont Company,Lancaster Pike&Route 141,Wilmington,DE 19805購得的grade N493D。

在另一實施例中，聚合材料可包含紫外線(UV)穩(wěn)定劑，例如苯并三唑型紫外線吸收劑。

在又一實施例中，聚合材料可包含預(yù)著色顏料或染料。盡管不要求，聚合材料可包含用于將聚合材料的顏料或染料改性的著色劑成分。當(dāng)采用時，著色劑成分基于聚合材料的總重量一般以例如0.01至約10份重量的量存在。適于本發(fā)明的合適的著色劑成分的一個例子是可從Orient Corporation of America,1700Galloping Hill Road,Kenilworth,NJ 07033購得的Orient Nigrosine Base SAPL。應(yīng)了解，可使用本領(lǐng)域中公知的其它合適的抗沖改性劑、UV穩(wěn)定劑和預(yù)著色顏料。

在又一實施例中，聚合材料可包含用以改善聚合材料的阻燃性的添加劑，諸如磷化合物。

本發(fā)明還提供了一種制造塑料安裝支承件10的方法。在一個實施例中，塑料安裝支承件10由注塑成型工藝制成。在另一實施例中，塑料安裝支承件10由氣體輔助的注塑成型工藝制成。

該方法通常包括提供限定出用于塑料安裝支承件10的型腔和型芯的模具(未示出)的步驟。在一個實施例中，該方法包括將聚合材料注入模具的型腔和型芯中以在預(yù)定高度處形成塑料安裝支承件10的步驟，以成特定角度附接到太陽能面板12。在另一實施例中，在注入聚合材料的步驟之前將型腔和型芯插件(未示出)插入模具中以形成基座41和塑料安裝支承件10，從而允許提升或降低支承件10的太陽能面板附接高度以分別減小或增大太陽能面板12的角度。一旦形成塑料安裝支承件10，該方法還包括打開模具并從模具移除塑料安裝支承件10的步驟。應(yīng)了解，注塑成型的塑料安裝支承件10是一件式的。應(yīng)了解，塑料安裝支承件10可通過未在這里詳細(xì)描述的各種其它方法制成。

在操作中，一個塑料安裝支承件10如圖1所示設(shè)置在太陽能面板12的一個角部附近。一個壓載塊26設(shè)置在基部16上并且穿過部件24的側(cè)壁28中的一個孔洞30延伸。太陽能面板12緊固到突起40。塑料安裝支承件10可朝向彼此和遠離彼此相對移動以成諸如零(0)度至約三十(30)度的預(yù)定傾斜角度安裝或調(diào)節(jié)太陽能面板12，由此允許如圖1A所示的太陽能面板12的最佳太陽輻射暴露和最大能量產(chǎn)生效率。應(yīng)了解，壓載塊26用作為將塑料安裝支承件10固定和保持到支承表面并且在風(fēng)吹向(engage)太陽能面板12的情況下阻止移動的配重。還應(yīng)了解，壓載塊26提供了用以防止安裝支承件10的失效的二次支承，因為太陽能面板12可能承受由雪引起的向下載荷和/或由風(fēng)引起的顯著向上載荷或提升力。還應(yīng)了解，當(dāng)塑料安裝支承件10在使用期限的長時間期間承受載荷時，會發(fā)生機械蠕變并且壓載塊26提供二次支承。還應(yīng)了解，塑料安裝支承件10可包括滑軌(未示出)和/或電驅(qū)動裝置(未示出)以自動調(diào)節(jié)相對于太陽的角度的太陽能面板12的角度。

參照圖5至8，示出了根據(jù)本發(fā)明的塑料安裝支承件10的另一實施例。塑料安裝支承件10的同樣部分具有加上了一百(100)的同樣的附圖標(biāo)記。在本實施例中，塑料安裝支承件110包括基部116和從基部116延伸的部件124?；?16大體是平坦的并且形狀為矩形。部件124包括從基部116向上并且在壓載塊26的與基部116接觸的一側(cè)相反的一側(cè)上方延伸的一個或多個側(cè)向部件144。部件124還包括在側(cè)向部件144之間縱向地延伸的頂部部件146。部件124包括從頂部部件146向上延伸并具有穿過其中延伸以附接到太陽能面板12的孔洞142的至少一個突起140。塑料安裝支承件110可包括大體垂直于基部116延伸的端壁148。應(yīng)了解，塑料安裝支承件110由塑料材料制成并且是一體的、單體的和一件式的。還應(yīng)了解，對每個位置和構(gòu)型使用同一安裝支承件110。

參照圖9至10，示出了塑料安裝支承件10的根據(jù)本發(fā)明的又一實施例。塑料安裝支承件10的同樣的部分具有加上了二百(200)的同樣的附圖標(biāo)記。在本實施例中，塑料安裝支承件210包括基部216和從基部216延伸的部件224。基部216具有底壁250和從底壁250向上延伸的相對側(cè)壁252。每個側(cè)壁252都具有穿過其中延伸的孔洞254?；?16還具有在側(cè)壁252之間并從底壁250向上延伸的端壁256。

部件214包括一對對向的條板(strap)258。條板258的形狀大體是矩形。條板258可包括向外延伸的上、下突起260，以與一個側(cè)壁252中的孔洞254中一個孔洞協(xié)作。應(yīng)了解，條板258的寬度可變化。

部件214包括與基部216相對地設(shè)置在壓載塊26上的罩帽262。罩帽262具有頂壁264和從頂壁264向下延伸的對向側(cè)壁266。每個側(cè)壁266都具有穿過其中延伸的孔洞268。罩帽262還具有在側(cè)壁266之間并從頂壁264向下延伸的端壁270。部件224包括從罩帽262的頂壁264向上延伸并具有穿過其中延伸以附接到太陽能面板12的孔洞242的至少一個突起240。應(yīng)了解，條板258上的上突起260被接納在側(cè)壁266中的一個側(cè)壁中的孔洞268中的一個孔洞中。還應(yīng)了解，塑料安裝支承件210由塑料材料制成并且每個零件或部件都是一體的、單體的和一件式的。還應(yīng)了解，對每個位置和構(gòu)型使用相同的安裝支承件210。

參照圖11，示出了塑料安裝支承件10的根據(jù)本發(fā)明的再另一實施例。塑料安裝支承件10的同樣的部分具有同樣的附圖標(biāo)記。在本實施例中，塑料安裝支承件10包括具有從第二基座41向外和向上延伸的第二突起40的基部16，第二基座41從安裝凸緣壁22向上延伸。第二基座41具有比第一基座41大的高度，從而使得第二突起40具有比第一突起40大的高度。第二突起40具有穿過其中延伸以接納用于與太陽能面板12連接的諸如緊固件或桿(未示出)的緊固機構(gòu)的孔洞42。第二突起40可以是單個部件或彼此橫向地間隔開的一對部件，其中每個部件都具有穿過其中延伸的孔洞42。應(yīng)了解，塑料安裝支承件與圖1至4所示的塑料安裝支承件相似。

參照圖12，示出了塑料安裝支承件10的根據(jù)本發(fā)明的又一實施例。塑料安裝支承件10的同樣的部分具有同樣的附圖標(biāo)記。在本實施例中，塑料安裝支承件10包括去除了第一突起40并具有從第二基座41向外和向上延伸的第二突起40的基部16，第二基座41從安裝凸緣壁22向上延伸。第二基座41具有穿過其前部延伸的孔洞41a。第二突起40具有穿過其中延伸以接納用于與太陽能面板12連接的諸如緊固件或桿(未示出)的緊固機構(gòu)的孔洞42。第二突起40可以是單個部件或彼此橫向地間隔開的一對部件，其中每個部件都具有穿過其中延伸的孔洞42。應(yīng)了解，塑料安裝支承件10與圖1至4所示的塑料安裝支承件相似。還應(yīng)了解，塑料安裝支承件10的第一基座41或第二基座41可通過在其局部區(qū)域中將一個模具與插入工具一起使用而形成，從而對于期望高度而僅形成圖1至4的第一基座41或僅形成圖12的第二基座41。還應(yīng)了解，可以不使用插入工具，使得對于期望的兩種高度而形成圖11的第一基座41和第二基座41兩者。

因此，塑料安裝支承件10、110、210將塑料結(jié)構(gòu)與一個或多個壓載塊26組合，以使得壓載塊26承載支承件10、110、210上的一部分載荷或可在塑料結(jié)構(gòu)由于蠕變等而具有任何變型的情況下承載負(fù)載。塑料安裝支承件10、110、210使用一個或多個壓載塊26作為支承件以抵抗由于風(fēng)浮力而迎著太陽能面板12的向上載荷并且承載由于雪或地震活動而迎著(against)太陽能面板12的向下載荷或任何其它類型的載荷。與一個或多個壓載塊26組合的塑料安裝支承件10、110、210減少了用于支承件的塑料材料的用量，從而引起顯著的成本節(jié)約。應(yīng)了解，塑料安裝支承件10、110、210還可諸如通過減小材料的厚度和/或在壓載塊26與塑料安裝支承件10、110、210之間使用墊片(未示出)來減少塑料材料的使用量。還應(yīng)了解，壓載塊26可以是或不是承載部件。

已采用示例的方式描述了本發(fā)明。應(yīng)理解，所使用的術(shù)語旨在具有描述用語的性質(zhì)而不具有限制用語性質(zhì)。

根據(jù)以上教導(dǎo)，本發(fā)明可以有許多修改和變化。因此，在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)，可采用與具體描述不同的方式實施本發(fā)明。