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用于使板连接的连接器组件、具有连接器组件的板

摘要

在一个实施例中,连接器组件包括:连接器;一对侧收集器,该一对侧收集器中的每个均包括连接器接合区域以及板接合区域,该连接器接合区域具有用于与连接器配合的尺寸和几何形状从而将两个相邻的板的端部保持到一起,该板接合区域包括接收区域并且该板接合区域具有用于附接至板的边缘的尺寸;以及夹持件,其中,夹持件具有能附接至支撑件的基部、接合件和在该基部与接合件之间延伸的杆,其中,接合件具有从接合件的一侧伸出的延伸部,其中,板接合区域还包括在板接合区域的与接收区域相对的侧上的在连接壁中的开口,其中,该开口构造成接收接合件的延伸部。

著录项

法律信息

  • 法律状态公告日

    法律状态信息

    法律状态

  • 2017-09-05

    授权

    授权

  • 2016-01-20

    著录事项变更 IPC(主分类):E04D13/18 变更前: 变更后: 申请日:20130426

    著录事项变更

  • 2015-01-21

    实质审查的生效 IPC(主分类):E04D13/18 申请日:20130426

    实质审查的生效

  • 2014-12-31

    公开

    公开

说明书

技术领域

本公开总体上涉及用于使板连接的连接器和收集器以及包括这些组 件的板。

背景技术

在自然采光结构的建筑物(比如温室、泳池围闭件、太阳能屋顶收集 器(例如,光伏模块)、露天大型运动场和日光浴室)中,玻璃板屋顶已 经被使用以允许自然光照射其中。玻璃板本身可安装在框架状的围闭件 (该框架状的围闭件能够提供围绕玻璃板的水密密封)中,并且该玻璃板 本身提供用于将该板固定至结构的装置。这些框架状的围闭件还提供于可 组装到一起以形成屋顶的模块化玻璃屋顶系统。

玻璃板屋顶系统总体上提供了良好的透光性和多功能性。然而,与这 些系统关联的初始成本和后续成本限制了其应用和总体市场接受度。与玻 璃板屋顶系统关联的初始费用包括玻璃板本身的成本以及用于支撑玻璃 的大重量的结构(或结构加强件)的成本。在这些初始费用之后,与玻璃 板的内在不良隔热能力关联的运营成本可导致拥有者的较高的采暖费用。 更进一步地,玻璃板易受到由支撑结构中的撞击或移动(例如,下沉)而 引起的损坏的影响,这可产生高的维修成本。这特别是与园艺的应用相关, 其中,温室的利润率可由于这些开支而被实质地影响。

因此,已经生产了多层聚合板(例如,聚碳酸酯),其展现出改进的 抗冲击性、延展性、绝缘性能,并且其重量小于尺寸相当的玻璃板的重量。 因此,这些特性减少了运营和维护费用。聚合板还可形成为实心板。实心 板在其前端面与后端面之间是实心的塑料,并且其在期望高抗冲击性、高 透明性和/或使板热成型的能力的情况下是有用的。多层板在其前端面与后 端面之间具有空隙,例如,板可被挤压成(例如,像蜂巢一样)沿着板的 挤压长度延伸的通道的阵列。多层板在期望高隔热值、轻的重量和易于安 装的情况下是有用的。

为了易于设计和组装,多层板可在模块化的系统中生产。该模块化的 系统包括具有一体式板连接器的多层板,其中,板连接器组件用于将板结 合到一起和/或将板固定到应用这些板的结构上。还可使用连续地且均匀地 形成的标准板,即,这些标准板是挤压板坯并且其被按尺寸切割并以与玻 璃相同的方式安装。这些标准板需要框架等等以将其保持就位。

模块化的板有利于使其易于安装,但由于其有限的多功能性,所以其 不利的方面在于,如果模块化的板的切割涉及连接边缘的损失,则模块化 的板不能被切割成期望的尺寸,这是因为模块化的板在切割边缘处将不再 能容易地连接至其他的板。因此,如果期望具有不普通的或者非标准的宽 度的板,则必须(以极大的花费)使用新的挤压模,从而能够挤压出具有 期望宽度以及期望连接边缘的板。另外,模块化的板被自然地限制于与具 有互补附接结构的模块化的板一起使用(即,榫槽板将连接至具有相同榫 /槽结构的其他榫槽板,但其不会连接至直立接缝板)。直立接缝板总体上 指的是具有一体式侧收集器(该一体式侧收集器通过使用连接系统而结合 至另一个板)的板。因此,期望在模块化的板的尺寸上的更强的适应性、 不需要昂贵的设备和更换设备以及连接至各种板的能力。

此外,取决于安装模块化的板的结构和位置,模块化的板可受到大的 风载荷,并且其必须能够承受某些动载荷(例如,风载荷)和静载荷(例 如,雪载荷),以便满足湿雪的各种建筑规范(例如,能够支撑3英尺(0.9 米)的湿雪和/或能够承受80英里每小时(mph)至280mph(130千米每 小时(kph)至450kph)的风载荷)。风载荷可产生负的力,该负的力可拉 动模块化的板脱离其支撑件,并且因此导致模块化的板的过早失效。

持续期望一种可承受大的风载荷并且不允许板被从其支撑件拉动的 连接器组件。

发明内容

被在各个实施例中公开了一种侧收集器和连接器组件、一种用侧收集 器和/或连接器组件使板连接的方法以及一种使用侧收集器和/或连接器组 件的板。

在一个实施例中,一种连接器组件包括:连接器;一对侧收集器,该 一对侧收集器中的每个均包括连接器接合区域以及板接合区域,该连接器 接合区域具有用于与连接器配合的尺寸和几何形状从而将两个相邻的板 的端部保持到一起,该板接合区域包括接收区域并且该板接合区域具有用 以附接至板的边缘的尺寸;以及夹持件,其中,该夹持件具有能附接至支 撑件的基部、接合件以及在该基部与该接合件之间延伸的杆,其中,接合 件具有从该接合件的一侧伸出的延伸部,其中,板接合区域还包括在该板 接合区域的与接收区域相对的侧上的在连接壁中的开口,其中,该开口构 造成接收接合件的延伸部。

在一个实施例中,一种侧收集器包括:连接器接合区域,该连接器接 合区域包括头部,该头部具有用于与板连接器配合的尺寸和几何形状;板 接合区域,该板接合区域包括接收区域,该接收区域具有延伸进入接收区 域中的能量引导器,并且该接收区域具有用于附接至板的一个端部的尺 寸;以及夹持件接合区域,该夹持件接合区域包括开口,并且该夹持件接 合区域具有用于容纳位于夹持件的接合件的一侧上的延伸部的尺寸。

在一个实施例中,一种板组件包括:连接器组件,该连接器组件包括 连接器;一对侧收集器,该一对侧收集器中的每个均包括连接器接合区域 以及板接合区域,该板接合区域包括接收区域;以及夹持件,其中,夹持 件具有能附接至支撑件的基部、接合件和在该基部与该接合件之间延伸的 杆,其中,接合件具有从夹持件的一侧伸出的延伸部,其中,板接合区域 还包括在板接合区域的与接收区域相对的侧上的在连接壁中的开口,其 中,该开口构造成接收接合件的延伸部;该板位于每个板接合区域中;并 且其中,连接器被与侧收集器的连接器接合区域配合,从而将板的端部保 持到一起。

在一个实施例中,一种制造板组件的方法,包括用连接器组件将第一 板附接至第二板,其中,连接器组件包括:连接器;一对侧收集器,该一 对侧收集器中的每个均包括连接器接合区域,该连接器接合区域具有用于 与连接器配合的形状和尺寸,从而将两个相邻的板的端部保持到一起;板 接合区域,该板接合区域包括接收区域,并且该板接合区域具有用于附接 制板的边缘的尺寸;以及夹持件,其中,该夹持件具有能附接至支撑件的 基部、接合件和在该基部与接合件之间延伸的杆,其中,接合件具有从该 接合件的一侧伸出的延伸部,其中,板接合区域还包括在该板接合区域的 与接收区域相对的侧上的在连接壁中的开口,其中,该开口构造成接收接 合件的延伸部。

在一个实施例中,一种制造光伏模块组件的方法,包括用连接器组件 将第一光伏模块附接至第二光伏模块,其中,连接器组件包括:连接器; 一对侧收集器,该一对侧收集器中的每个均包括连接器接合区域,该连接 器接合区域具有用于与连接器配合的形状和尺寸,从而将两个相邻的板的 端部保持到一起;板接合区域,该板接合区域包括接收区域,并且该板接 合区域具有用于附接至板的边缘的尺寸;以及夹持件,其中,该夹持件具 有能附接至支撑件的基部、接合件和在该基部与接合件之间延伸的杆,其 中,接合件具有从该接合件的一侧伸出的延伸部,其中,板接合区域还包 括在该板接合区域的与接收区域相对的侧上的在连接壁中的开口,其中, 该开口构造成成接收接合件的延伸部。

在一个实施例中,一种组件包括:连接器(该连接器包括由柔性壁限 定的两个腔体,其中,该两个腔体中的每个所具有的几何形状均构造成与 来自一对侧收集器的连接器接合区域配合;端头,该端头位于两个腔体之 间;以及第一狭槽,该第一狭槽位于连接器的一侧上并且位于两个腔体之 间,其中,第一狭槽具有用于接收不具有侧收集器的板的一个端部的尺寸 和几何形状,其中,两个腔体使两组板能够堆叠并用于与连接器连接); 以及夹持件,其中,该夹持件具有能附接至支撑件的基部、接合件和在该 基部与接合件之间延伸的杆,其中,杆分叉成位于杆的与基部相对的端部 上的接收器,其中,接合件具有从接合件的一侧伸出的延伸部,其中,侧 收集器上的板接合区域包括在板接合区域的与接收区域相对的侧上的在 连接壁中的开口,其中,该开口构造成接收接合件的延伸部。

附图说明

下文是附图说明,所呈现的附图是为了示出本文公开的示例性实施例 的目的,而不是为了限制这些示例性实施例目的。注意到,如将易于理解 地,只要收集器(以及夹持件,如果使用的话)是可配合的和/或(对于侧 接缝而言)连接器和关联的收集器(以及夹持件,如果使用的话)是可配 合的,则实施例的各个元件是可与其他的实施例互换的。然而,为了简明, 未示出每个单一组合。

图1是在组装一个结构中使用的夹持件的前视图。

图2是具有一体式侧收集器的板的截面端视图。

图3是在组装一个结构中使用的连接器的前视图。

图4是图1至图3组装到一起的前视图。

图5是沿着线A-A的用于图1中的夹持件的各种设计的前视图。

图6是在组装一个结构中使用的夹持件的另一个实施例的前视图。

图7是在组装一个结构中使用的夹持件的设计的前视图。

图8是在收集器的半部之间具有隔片的直立接缝侧收集器的前视图。

图9是具有延伸部的直立接缝侧收集器的侧视图,该延伸部具有用于 与板连接的能量引导器。

图10是具有热膨胀间隙且具有图6中夹持件的组装的连接器和侧收 集器的前视图,该夹持件具有附接至板的突出部。

图11是夹持件的立体图,该夹持件具有唇部以在组件暴露于载荷中 时将该组件保持到一起。

图12是组装的连接器、具有延伸部(该延伸部具有能量引导器)的 直立接缝侧收集器、待连接至该直立接缝侧收集器的板和具有图11中设 计的夹持件的侧视图。

图13示出了当施加负载荷时图12中的组件。

图14是具有用于图11中的夹持件设计的容差的板的截面图。

图15是具有用于接收夹持件(该夹持件具有图11中的设计)的配合 区域的搭接接头连接系统的截面图。

图16是具有用于接收额外的板且用于接收侧收集器的狭槽的双侧连 接器的前视图,该侧收集器在一个区域中与夹持件成一体且在另一个区域 中不与夹持件成一体。

图17是在组装一个结构中使用的夹持件的前视图。

图18是图16和图17组装到一起的前视图。

图19是非一体式侧收集器的侧视图。

图20是在组装一个结构中使用的连接器的前视图。

图21是在组装一个结构中使用的夹持件的前视图。

图22是图19至图21组装到一起的前视图(其中包括板)。

图23是板和与板分离的侧收集器的侧视图。

图24是在组装一个结构中使用的连接器的前视图。

图25是在组装一个结构中使用的夹持件的前视图。

图26是图23至图25组装到一起的前视图。

图27是一个实施例的侧视图,其中,连接器是凸部件而侧收集器是 示例性连接器组件的凹部件。

图28是侧收集器(例如,榫槽)的示例性实施例的侧视图,该侧收 集器构造成与另一个侧收集器配合而不需要使用连接器。

图29是连接器组件的前视图,该连接器组件包括连接器、夹持件以 及具有一体式侧收集器的板。

图30是与具有图12中设计的连接器组件相比而具有各种安装构造的 具有图38中设计的连接器组件的挠曲对压强的图表。

图31是与具有图38中设计的连接器组件相比而具有图29中设计的 连接器组件的挠曲对压强的图表。

图32是具有3英尺(0.9米)宽的板的具有图12中设计的连接器组 件的各种间距尺寸的挠曲对风载荷的图表。

图33是具有2英尺(0.6米)宽的板的具有图38中设计的连接器组 件的各种间距尺寸的挠曲对风载荷的图表。

图34是具有4英尺(1.2米)宽的板的具有图12中设计的连接器组 件的不同间距尺寸的挠曲对风载荷的图表。

图35是具有2英尺(0.6米)宽的板的具有图12中设计的连接器组 件的不同间距尺寸的挠曲对风载荷的图表。

图36是光伏模块的组装图。

图37是夹持件的前视图,该夹持件具有唇部以在组件暴露于载荷中 时将该组件保持到一起。

图38是连接器组件的前视图,该连接器组件包括连接器、具有扁平 横向构件的夹持件以及一体式侧收集器。

图39是图16和图17组装到一起且连接至光伏板的前视图。

图40是图16和图17组装到一起且连接至光伏板的前视图。

图41是直立接缝侧收集器的侧视图。

图42是用于图41中的收集器的连接器的前视图。

图43是在如图36中示出的A-A方向上截取的截面图,其示出了具有 光伏板的一个实施例的屋顶。

图44是在如图36中示出的A-A方向上截取的截面图,其示出了具有 光伏板的另一个实施例的屋顶。

图45是具有光伏板的另一个实施例的屋顶的截面图。

图46是最大失效载荷的示出了对于聚碳酸酯板而言的桁条间距和板 宽度对风载荷的图表。

图47是最大失效载荷的示出了对于聚碳酸酯板而言的桁条间距和板 宽度对力的图表。

图48是具有图11中夹持件的图12中组件的截面图,其示出了与板 结合的PV模块从而产生一体式光伏屋顶系统。

具体实施方式

本文公开了连接器组件的各种实施例,例如,连接器(多个连接器) 和收集器(多个收集器)、夹持件(多个夹持件)以及使用连接器组件的 板(包括包含光伏板的板)。连接器可通过夹持件而附接至支撑件,其中, 该夹持件可包括从横向构件的边缘突出的延伸部。该延伸部在用于将多个 板附接到一起时可有助于防止当施加载荷时板彼此远离地扩展。换句话 说,该延伸部可通过有效地抵抗正负风载荷力而有助于使板组件保持原 样,从而防止板的分离。本文所公开的包括延伸部的夹持件可在与没有延 伸部的夹持件的情况相比更大的风载荷下将连接器组件保持到一起。连接 器也可为单侧的或者双侧的;例如,连接器能够接合一组或两组收集器, 并且其可选择地接合不具有收集器的一个或两个额外的板的端部。收集器 可与板成一体(形成为板的一部分,例如,成为单个整体部件),或者作 为独立的部件与板分离。如果收集器是分离的部件,则许多不同宽度的板 (例如,被在X方向上测量)可与相同的收集器和连接器一起使用。此外, 许多不同厚度(在Y方向上测量)和/或不同的宽度的板可通过使用不同 的分离的收集器而与相同的连接器一起使用。可包括附接其他部件的各种 设计,例如,光伏板的框架为了易于组装而设计成容纳连接器(例如,直 立接缝连接器)。此外,夹持件可设计成使板在组装(在Y方向上)时能 够是水平的。夹持件还可设计成与板接合,从而当受到载荷时在X方向上 不允许板与夹持件之间的分离。可选地,单个夹持件的设计可与多个收集 器或一体式收集器的设计一起使用。

连接器组件通常包括连接器、侧收集器以及用于将板附接到一起的夹 持件。连接器和收集器被设计为成对配合,其中一个作为凸连接器而另一 个作为凹连接器。在附图中示出的许多实施例中,连接器被示出为凹部件, 而收集器被示出为凸部件。注意到,这种情况仅用于解释及易于讨论。本 文也覆盖相反的构造并因此考虑该相反的构造,其中,连接器是凸部件而 收集器是凹部件(例如,见图27)。因此,对用于连接器的腔体以及用于 收集器的连接器接合区域的讨论可容易地反向理解。

连接器可设计有尺寸及形状与(来自相邻的板的)一对侧收集器相匹 配的腔体,以便将板保持到一起。腔体的具体的尺寸和形状取决于侧收集 器的尺寸和形状。理想地,连接器在侧收集器上牢固地附接至板。换句话 说,腔体的尺寸可大约等于侧收集器的尺寸,这样使得当连接器被组装到 侧收集器上时,获得侧收集器的外表面与腔体的内表面之间的物理接触 (例如,在大于或者等于收集器的外表面的80%上)。注意到,当使用具 有位于连接器与收集器之间的接合件(例如,图1中的横向构件24、图 17中的接收器52)的夹持件时,收集器内表面的尺寸足以使该接合件能 够位于连接器与收集器之间。为了易于安装以及紧固件使用的最小化,连 接器可设计成卡扣配合到收集器上(例如,见图4),以从板的一个端部滑 动到收集器上(例如,见图26),和/或以其他方式附接。然而,要考虑到, 滑动机构也可用于将连接器附接至收集器。

注意到,连接器互补于与其连接的收集器的组合。然而,两个收集器 不需要是相同的。只要连接器设计成接收收集器的组合,则不同的收集器 可使用在每个板上。

而且,使用本文所公开的侧收集器(多个侧收集器)(和/或连接器) 的板可使其全部边缘(不仅是两个相对的边缘)支承附接结构。(见图36) 例如,用于壁的板可支承在水平板边缘的待结合处具有直立接缝的边缘连 接器以及在竖直板边缘待结合处具有榫槽附接装置的边缘连接器。

例如,参考图1-图4,连接器100具有腔体(内部部分102),该腔体 的尺寸和形状与彼此相邻布置的两个侧收集器210互补,这样使得收集器 组件(两个相邻的侧收集器)可插入腔体102中。例如,这样使得相邻的 侧收集器的顶部216和斜面218形成接收连接器突出部120的凹陷部。类 似地,当连接器被连接到板上时,连接器100和侧收集器210的互补的凸 缘104和凸架220分别可物理接触。

连接器100的一些实施例是“双”连接器,即,其在两个相对侧上具 有腔体102以用于接收成对的侧收集器(例如,见图16)。在这些实施例 中,腔体102位于端头134的每侧上。这些腔体102中的每个均包括凸缘 104以接合侧收集器210的凸架220(例如,见图2)。与(例如如在图3 中示出的)其他的连接器100一样,双连接器的每个腔体102均构造成与 特定的一对侧收集器210配合并且因此具有与侧收集器的外几何形状匹配 的互补的内几何形状(或者,如上文中提到的(其中,连接器是凸部件), 连接器将具有互补的外几何形状以匹配收集器的内几何形状(其中,收集 器将从板的端部延伸))。例如,如图16中图示,可存在翼部(多个翼部) 36,该翼部与从夹持件10上的杆22延伸的接收器(多个接收器)52配合。 如从在附图中示出的示例性的实施例中理解的,双连接器中的每个连接器 不必须是相同的。可使用不同的连接器的组合。如从图16中可看到的, 连接器可具有不同形状的腔体102,该不同形状的腔体构造成接收相同形 状的成对的侧收集器。还考虑到,不同形状的成对的收集器可被接收在被 相应地成形的每个腔体中。这里,在形状上的不同将能够使夹持件接合件 (例如,横向构件(多个横向构件)24和/或接收器(多个接收器)52) 额外地接收在腔体中的一个中。

除了不同的腔体几何形状,连接器可包括不同的外几何形状,从而使 其能够接收额外的板(多个板),例如,不具有侧收集器的板(多个板)。 可选地,狭槽(多个狭槽)(例如,狭槽150、152)可形成在腔体102之 间(见例如图16)。这些狭槽(多个狭槽)的尺寸和几何形状取决于旨在 插入狭槽(多个狭槽)中的板(多个板)的厚度。注意,理想的是,仅在 双连接器的旨在接收额外的板的侧(多侧)上具有狭槽(多个狭槽)。在 狭槽中的板的存在使双连接器的侧部154、156稳定,防止该侧部在安装 了板之后弯曲。换句话说,当侧收集器210被插入腔体102中时,双连接 器的侧部154、156(因此)向外受力,导致限定狭槽(多个狭槽)的边缘 158、160(因此)移动到狭槽中。一旦凸缘104经过滑动区域214的端部 到凸架220,侧部154、156往回移动到狭槽(多个狭槽)150、152之外。 因此,如果使用卡扣配合布置,则侧收集器在插入额外的板之前插入到双 连接器中。而且,如果使用紧固件,则首先插入位于连接器与支撑件之间 的一组侧收集器,以使紧固件302能附接至臂30。然后,在插入额外的板 之前,将第二组侧收集器插入打开的腔体102中。该额外的板可具有能在 狭槽中的压缩配合(例如,而不损害板的端部)的厚度。这种配合将防止 板从狭槽中的意外移动,并且这种配合将抵抗基于施加至板的力所引起的 移动而使侧部154、156稳定。

如图18中示出的和上文中提到的,(不具有收集器)的板的端部可被 插入狭槽(多个狭槽)中。这在Y方向(见图18中标示的坐标系统)上 产生具有收集器的板(例如,第一组板)、间隙(例如,流体间隙(诸如 空气))、不具有收集器的板、间隙(例如,流体间隙(诸如空气))、具有 收集器的板(第二组板)的布置。由于狭槽的尺寸是不同的,所以不同厚 度的板位于双连接器的每侧上。在使用双连接器的实施例中,夹持件可选 地用于提供将第一组板附接至支撑件300。此外,夹持件还可包括构造成 接收紧固件(多个紧固件)302的构件(多个构件)38。因此,双连接器 的连接器中的一个或两者可构造成接收紧固件(多个紧固件)以使连接器 能够进一步固定至支撑件300(并因此将板固定至支撑件)。换句话说,除 了通过第一组板的侧收集器的卡扣连接之外,可通过使用连接构件276将 双连接器的端头直接附接至夹持件10的构件(多个构件)而进一步增强 连接器的固位力。

在图10、图20和图24中阐述了额外的连接器的一些另外的示例性实 施例。这些实施例还示出,连接器的具体的尺寸和几何形状仅由将与其连 接的侧收集器和夹持件的尺寸和几何形状限制。而且,如相对于板和侧收 集器而理解的,连接器可选地包括如所期望的肋部162的各种组合(例如, 水平的、竖直的、对角及其任意组合),例如以用于额外的结构完整性(例 如,见图3和图16)。任何肋部布置均是基于具体连接器的期望的结构完 整性、基于连接器将被使用的位置以及该连接器将受到的载荷。

侧收集器(多个侧收集器)位于板的端部处,其中,相邻的侧收集器 (来自于相邻的板)形成待连接的板之间的接缝。如上文中注意到的,侧 收集器可具有与连接器和夹持件的设计互补的各种设计,从而使收集器 (凸部分;具有头部234的连接器接合区域222)能够与连接器(凹部分; 腔体102)配合(或者使收集器(凹部分)与连接器(凸部分)配合),例 如见图23和图24。

收集器的具体几何形状取决于将与其配合的连接器的几何形状。在图 2、图9、图19和图23中示出了一些示例性的几何形状。如在这些附图中 可看到的,收集器可选地包括肋部(多个肋部)226(例如,竖直的、水 平的和/或对角的)以增强收集器的结构完整性。还注意到,肋部的密度(每 单位面积的肋部的数量)可大于板中的肋部的密度(如果收集器是分离的) 或板的剩余部分中的肋部的密度(如果收集器是一体的)。例如,在与板 接合区域224相邻的区域中,对角肋部可与竖直肋部和水平肋部一起使用。 在这个实施例中,竖直肋部和水平肋部使用在整个侧收集器中,其中,对 角肋部仅位于与板接合区域224相邻的区域中(例如,在连接器接合区域 中不使用对角肋部)。

如注意到的,侧收集器可为板的一体部分(例如,见图2)或者分离 的部件(例如,见图19),例如,侧收集器被与板分离地形成并且随后附 接至板(例如,在板的制造完成之后)。非一体的侧收集器(诸如榫槽、 基部和盖部以及直立接缝侧收集器)的优点在于,板尺寸(例如,长度、 宽度、高度和/或厚度)不会被由于与制造、测试和验证新的模具系统关联 的成本问题而已经生产的尺寸限制,以生产期望的尺寸。在非一体的侧收 集器的情况下,可使用板和/或薄板的任何尺寸及组合,这是因为侧收集器 被与薄板分离地生产并且随后(例如,在工作现场处或者在工作现场附近) 附接。此外,不同形状的侧收集器可用于将系统(例如,屋顶)的不同的 板附接到一起。这使侧收集器和连接器能够针对具体的位置和期望的性质 而定制(例如,以增强结构完整性、声音阻尼和/或透光性等等)。非一体 的侧收集器另外的优点在于,其实质上将标准板(例如,不具有侧收集器 的平面板)转换成模块化的板。这些侧收集器可具有这样的结构,该结构 构造成围绕板的边缘包覆(例如,为U形)并且该结构被设定尺寸以接收 待配合于其中的板(多个板)的厚度(多种厚度)。这些侧收集器(多个 侧收集器)可被焊接(例如,超声地焊接和/或热焊接)至板、化学地附接 (例如,化学地结合或胶合)至板和/或机械地附接(例如,螺钉附接、螺 栓附接、铆接等等)至板和/或以其他方式固定至板。

如上文中讨论的,侧收集器具有与连接器互补的设计,从而使侧收集 器与连接器能够配合。在许多实施例中,这些部件可以被卡扣配合到一起。 因此,侧收集器210包括使连接器能够在侧收集器的表面上容易地移动的 区域,这样使得当力被施加在连接器上朝向侧收集器时,连接器的侧部156 向外弯曲,远离腔体102(见图2-图4)。这使连接器接合区域222能够进 入腔体102中,直到凸缘104接触凸架220,从而允许侧部156朝向腔体 102往回移动。

可替换地,在各个实施例中,如果连接器的侧部156的弯曲是不可能 的和/或是不期望的,则连接器可通过放置彼此相邻的两个板的侧收集器而 布置在收集器上。将连接器和收集器滑动到一起(例如,将连接器接合区 域222滑动进入腔体102中),可使连接器和收集器一起移动(例如,在Z 方向上)。

当收集器是与板分离的元件时,其包括板接合区域224(见图9、图 10、图19和图23)。板接合区域224的高度足以使板的一个端部能够插入 该板接合区域中(例如,其被设定尺寸成接收待配合于其中的板(多个板) 的厚度(多种厚度)(见图22和图26))。取决于收集器的设计,接收区域 232可由连接器接合部分222、收集器臂(多个收集器臂)230和/或肋部 (多个肋部)226限定。例如,在图19中,接收区域232由连接器接合部 分222和臂230限定。在图23中,板接合区域224具有臂230,但接收区 域232由连接器接合部分222和水平肋部226限定。在图9和图10中, 接收区域232由臂230限定。在一些设计中,臂230例如从连接器接合区 域向外延伸(见图8-图10、图27和图28),例如,这样使得板接合区域 包括位于与连接器接合区域相邻的位置的本体部分262(见图8和图9) 以及从本体部分262延伸的臂(多个臂)230,从而形成用于板的边缘上 的附接的接收区域232。在其他的实施例中,臂230位于与连接器接合区 域对准的位置(见图19和图23),例如,这样使得板接合区域位于与连接 器接合区域相邻的位置(例如,板接合区域由臂230形成(其可为多层的), 并且不具有本体部分)。

在板接合区域224内,能量引导器(多个能量引导器)228可延伸进 入接收区域232中。能量引导器是被模制到一个配合表面中的小脊部。能 量引导器将表面之间的初始接触限制到非常小的区域,并且将超声能量集 中在脊部的顶点处,该脊部优选地是三角形脊部(例如,90°或者60°的三 角形脊部)。在焊接循环的期间,集中的超声能量导致脊部熔化并且使塑 料流动穿过整个连接区域,从而将部件结合到一起。这些能量引导器可构 造成接合收集器所待附接的板的外表面(例如,图12中的表面208)。能 量引导器可有助于将板抓住并保持在接收区域232的板接合区域224中和 /或该能量引导器可将被收集器和/或板接收的能量(例如,在将收集器和 板焊接(例如,超声焊接、激光焊接和/或热焊接)到一起期间)重新引导 至板的肋部198中(见例如图2)。因此,理想地,能量引导器228中的一 些或者全部位于接收区域232中,从而使其在板被插入板接合区域224中 时与板中的竖直肋部(例如,在Y方向上延伸的肋部)对准。能量引导器 (多个能量引导器)可位于接收区域232中的一个或两个水平表面(在X 方向上延伸的表面)上。为了禁止臂从板脱离和/或为了避免湿气、空气和 /或昆虫渗入,能量引导器可位于每个臂246的端部处(例如,图28)。而 且,发现到,当能量引导器被直接定位在多层结构中的竖直肋部上方时产 生附接构件与多层板之间的最强结合。当板具有关闭的端部(例如,该端 部不能打开成独立的肋部)并且具有水平肋部时或者当板是实心板时,能 量引导器(多个能量引导器)可使用在如图19中的竖直表面上。

所使用的能量引导器(多个能量引导器)的数量在每个水平表面(以 及可选地竖直表面)上是不同的,并且其可取决于水平表面的长度、(如 果有的话)板中的竖直肋部(多个肋部)的数量(并且,如果在竖直表面 上,则为水平肋部的数量)和/或当其组装到一起时将施加到收集器和/或 板上的力的量而变化。例如,在多层板的情况下,通常在每个水平表面上 使用大于或者等于2个能量引导器,特别地,大于或者等于4个,更特别 地,大于或者等于5个,并且再更特别地,大于或者等于8个。虽然任何 几何形状可用于能量引导器228,但通常使用三角形的几何形状,例如, (诸如,从臂(多个臂)230)延伸进入接收区域中的等腰三角形。能量 引导器的高度(例如,能量引导器从臂230延伸进入接收区域232中的距 离)可变化。通常,该高度小于或者等于5mm(毫米),特别地,为0.25mm 至2mm,更特别地,为0.5至1mm。

能量引导器可形成为收集器的一体的部分(即,从臂230延伸,而不 附接至臂230)。而且,为了增强收集器与板之间的兼容性,能量引导器(多 个能量引导器)可由与板相同类型的材料形成,或者其可为包括与板相同 类型的材料的合成物。例如,如果板是聚碳酸酯板,则能量引导器(多个 能量引导器)可为聚碳酸酯或者包括聚碳酸酯的合成物,诸如聚碳酸酯和 ABS。

不被理论限制地认为,例如在超声焊接期间,能量引导器将振动的超 声波喇叭的能量集中到侧收集器与板之间的小区域(三角形的顶点)上, 导致能量引导器熔化并且随后将侧收集器和板熔合到一起。在不具有能量 引导器的情况下,超声波喇叭将使大的未熔化的侧收集器振动、加热并被 压入板中、压碎多层板或者产生与实心板的非常弱的结合。除了焊接之外 或可替换地,侧收集器210也可通过激光焊接、通过化学的和/或机械的方 法(例如,胶合、化学结合、紧固件(多个紧固件)以及包括前述中的至 少一个的组合)而附接至板。

将分离的侧收集器结合至板可包括将板的边缘插入侧收集器的接收 区域中直到该边缘接触竖直壁和/或板不能被进一步插入,并且其产生超声 焊接喇叭与侧收集器的臂之间的相对运动,从而熔化能量引导器(多个能 量引导器)并且形成臂与板表面之间的结合。

为了解决板的热膨胀问题,侧收集器可具有连接侧,该连接侧具有成 角度的壁(例如,从连接器接合区域朝向接收区域成角度),使得当组装 时,连接壁254形成具有从基部258朝向点264逐渐减小的宽度的接缝(例 如,空间252)(见图10)。换句话说,当相对于臂230而判定时,连接壁 可为非垂直的。连接壁形成这样的空间,其中,该空间具有从基部258朝 向连接器接合区域222(并且可选地一直到相邻于连接壁254的与基部258 相对的端部的点264)的逐渐收缩的直径。由相邻的壁形成的空间的尺寸 应该足以使附接至侧收集器的板能够热膨胀。实质上,当板热膨胀时,其 将在侧收集器上施加力,导致侧收集器朝向彼此移动。当侧收集器朝向彼 此移动时,空间的宽度(如在X方向上测量的)减小。该空间在基部258 处的宽度(如在X方向上测量的,并且在松弛状态(即,由于热膨胀的板 而不施加力时)下)可为大于或者等于1mm、特别地为2mm至10mm并 且更特别地为2.5mm至5mm。

可替换地或者除了接缝252之外,隔片250可位于相邻的连接壁254 之间。隔片可包括可被膨胀的板压缩的柔性材料,例如,泡沫或者弹性材 料(见图8)。隔片可具有足够的尺寸和可压缩性以允许板的热膨胀。例如, 隔片的厚度(在X方向上测量并且处于非压缩的状态下)可大于或者等于 1mm、特别地为2mm至10mm并且更特别地为4mm至8mm。

当侧收集器将与对准夹持件(该对准夹持件将不与侧收集器和/或连接 器的外表面接合)一起使用时,侧收集器具有开口212以接收夹持件10 的横向构件24(例如,见图2和10)。这个开口位于与接收区域232相邻 的连接壁254中。

如提到的,夹持件可与连接器和收集器一起使用。不同类型的夹持件 是可能的。例如,夹持件可为对准夹持件(例如,见图1)和/或对准夹持 件和接合夹持件的组合(例如,图17、图21和图25)。因此,夹持件可 包括设计成使相邻的板对准的对准区域,这样使得当板附接到一起时这些 板是水平的。例如,在图1中,夹持件10示出为包括在杆22的一个端部 处的横向构件24以及在另一个端部处的基部18。基部18可具有足部28、 侧部(多个侧部)12、14、腿部(多个腿部)16、区域20和/或支撑件(多 个支撑件)26,例如,基部可形成“u”形(例如,用侧部14、腿部16 和臂30(见图2和图21),或者用腿部16和足部28(见图25))。例如, 如在图1、图4和图21中所示,基部可包括对区域20进行限定的侧部12、 14(该侧部在Y方向上延伸远离接合件),其中,臂30从侧部14延伸至 腿部16(该腿部在Y方向上朝向接合件延伸)。足部28可在一个或两个 方向上延伸远离杆22,例如,分别形成L形的足部或者与杆一起形成T 形(见图1、图17、图21和图25)。T形的杆允许组装的板的均匀地对准, 这是因为两个相邻的板都被保持与支撑件相距相同的距离。但是,L形足 部仅沿着一个板延伸并且因此当组装时该足部不会均匀地支撑该板(例 如,板将因足部28的厚度而偏移)。

建筑规范通常要求板和连接器组件能够承受80mph至280mph (130kph至450kph)的风载荷而不失效(即,不被拉脱)。这种风载荷可 产生用16磅每平方英尺(lb/ft2)至200lb/ft2(大约766帕斯卡(Pa)至 大约9576Pa)的力将屋顶或壁从其支撑件拉动的“负风载荷”。可在暴露 于这种风载荷中的连接器组件中观察到可能的失效模式,其中,板可由于 夹持件的挠曲和随后的从附接点的释放而在该附接点处彼此分离。图1中 的夹持件10可被修改成包括这样的特征,即,有助于防止邻接的板分离 并且因此防止随后的从附接点的释放以及连接器和板组件的失效。

例如,现在参考图5,其是夹持件10的横向构件24和杆22的截面图, 示出了有助于防止在风载荷期间的脱离的各种设计特征(例如,唇部(多 个唇部)、延伸部(多个延伸部))。图6和图7也示出了包括在本文中描 述的设计特征的夹持件10的各种设计。例如,如在图5中示出的,横向 构件24可包括延伸部44、46,该延伸部构造成与侧收集器210中的开口 212接合以帮助防止板的分离,例如,以防止当面对风载荷(例如,负风 载荷)时(如图4中示出的)板200、202的分离。横向构件24本身可设 计成使得延伸部为在横向构件24的任一或两侧(例如,第一侧48和/或第 二侧50)上的唇部44。如图5中示出的,唇部44可从横向构件24的任 一侧48和50向上和/或向下突出。在图7中示出了夹持件10的一个实施 例,该夹持件包括从横向构件24向下突出的唇部44;在图11中示出了另 一个可能的设计。在存在唇部44的实施例中,侧收集器210中的开口212 可选地如图12中所示地修改,即,开口212可修改成适应(即,互补或 者匹配)唇部44。在图11中,示出了夹持件10的另一实施例,该夹持件 具有从横向构件24的第二侧延伸的唇部以与侧收集器210中的开口212 接合。

可替换地或者除了唇部44之外,横向构件24还具有在任一侧或者两 侧48、50上从其向上或者向下突出的突出部46,如在图5中示出的。图 6示出了的夹持件10,该夹持件具有从横向构件24向下延伸的突出部46。 突出部46可构造成在开口212的区域中穿入侧收集器210中,从而产生 夹紧效果并且能够防止连接器组件70的脱离。例如,突出部46可包括刺 钉(多个刺钉)或者其他三角形的或尖锐的元件(多个元件)。图7示出 了这样一种实施例,其中,夹持件可选地还可包括从夹持件10的足部28 延伸的突出部46、其中,唇部从横向构件24的第二侧50延伸,使得唇部 44和突出部46彼此面对。例如,如在图7中所示的,为了易于组装以及 为了难于脱离,突出部46可为向内指向的。然而,预计到,突出部46可 定向在当力被施加时将提供期望的板保持的任何方向上。将理解到,唇部 44和/或突出部46的任何组合可被包含在本文所公开的任意实施例中。

图12示出了具有横向构件24的连接器组件70,该横向构件具有不在 载荷下的唇部44,而图13示出了相同的唇部,但其在负风载荷下。在图 12中,臂30可用于使用具有紧固件头部304的紧固件302而将夹持件10 附接至支撑结构40(并因此板200、202附接至该支撑结构)。示例性的紧 固件包括螺栓、螺钉、钉子、铆钉、螺母、木栓、粘胶、双面胶带以及包 括前述中的至少一个的组合。示例性的支撑件包括梁(例如,桁条、工字 梁、矩形梁、等等)、桩、壁、椽、柱、端头、墩、屋顶架以及包括前述 中的至少一个的组合。如在图12中示出的,夹持件可包括多个腿部16和 支撑件26,该多个腿部和支撑件可以在提供用于各种可适用建筑规范的解 决方案的同时提供设计灵活性,而且该多个腿部和支撑件还可对板200、 202进行支撑并且可保持板200、202之间的水平间隔。

如在图13中可看到的,当在负风载荷下时,可存在连接器组件70的 在Y方向(见图18中示出的坐标系)上的上升,但是唇部44能够与侧收 集器210中的开口212接合以防止侧收集器210彼此分离,并因此防止板 200、202彼此分离。(例如,抵抗X方向的分离)。例如,当板200、202 经受负风载荷时,板200、202可被拉动,使得仅夹持件10将板保持到结 构上。唇部44有效地产生防止板脱离的机械止动。图13还示出,板接合 区域224可选地包括如相对于图28更详细地描述的能量引导器228。

如果侧收集器210的开口212未被修改成与夹持件10的唇部44匹配, 则唇部44由于唇部44的增加的集中压力而仍然可用于将侧收集器210和 板200、202保持到一起。侧收集器210的材料屈服于唇部44,并且唇部 44可在开口212的区域中穿入侧收集器210中,从而产生夹紧效果(例如, 机械止动)以当在载荷下时防止连接器组件70脱离。

可通过确保夹持件10的厚度(h)小于侧收集器210中的开口212而 实现具有唇部44的夹持件10的插入(见例如图11和图12)。预计到,夹 持件10可以被从板的待相互连接的任一端部或两个端部滑入,这将允许 夹持件的厚度(h)与侧收集器210中的开口212之间的被压缩的且均匀 受力的配合。此外,预计到,如果夹持件10的厚度大于开口212,则夹持 件10可从板的侧部挤入开口212中。

如在图12和图13中所示的,收集器72中的开口212的厚度和高度 与唇部44的厚度(h)和高度(t)之间的容差(见例如图11)可产生在 连接器组件70中的浮动效果,该浮动效果可提供用于热膨胀的修正量以 及在组装之后使板沿着夹持件滑动的能力。可替换地或者此外,可发生零 容差情况,其中,使板滑动的能力被限制,并且夹持件可从板的一个端部 滑动到板上并且该夹持件在从夹持件的侧部或者底部固定之前移动就位。 图37示出了可在这个实施例中使用的夹持件60,在这个实施例中,夹持 件包括具有唇部44的横向构件24,其中,足部28连接至侧部14(其中, 落地部分62从该侧部延伸)。

现在再次转向图12,当夹持件10被组装到板200、202上时,夹持件 10上的臂30可用于使用紧固件302将夹持件10附接至支撑结构400,并 因此将板200、202附接至该支撑结构。示例性的紧固件包括螺栓、螺钉、 钉子、铆钉、螺母、木栓、粘胶、双面胶带以及包括前述中的至少一个的 组合。示例性的支撑件包括梁(例如,桁条、工字梁、矩形梁、等等)、 桩、壁、椽、柱、端头、墩、屋顶架以及包括前述中的至少一个的组合。

图14是板(例如,LEXANTM THERMOCLICK)的一个实施例,其 中,该板被修改成适应具有在图11中示出的设计的夹持件10。类似地, 图15是这样一种实施例,其中,具有在图11中示出的设计的夹持件10 连接至具有搭接接头连接68的板。

当夹持件10被组装到相邻的板200、202上时(见图4),侧部12与 第一板200相邻,而侧部14与第二板202相邻。臂30(图1)可用于使 用紧固件(多个紧固件)302将夹持件10附接至支撑件300,并因此将板 200、202附接至支撑件300。类似地,当臂30不存在时,紧固件(多个 紧固件)302可穿过足部28而附接至支撑件300(见图17)。示例性的紧 固件包括螺栓、螺钉、钉子、铆钉、螺母、木栓、粘胶、双面胶带以及包 括前述中的至少一个的组合。示例性的支撑件包括梁(例如,桁条、工字 梁、矩形梁、等等)、桩、壁、椽、柱、端头、墩、屋顶架以及包括前述 中的至少一个的组合。

为了防止板200、202由于紧固件302的存在而是不水平的,侧部(多 个侧部)12、14和/或腿部(多个腿部)16所具有长度“l”和/或实心区 域20所具有厚度大于或者等于紧固件头部304从线性部分22(例如,杆 22)朝向板延伸的高度“h”。如果在板的厚度中存在差异(在Y方向上), 则侧部(多个侧部)12、14和/或腿部(多个腿部)16所具有长度“l”和 /或实心区域20所具有厚度(如适当的)补偿这些板在厚度中的差异,这 样使得当板、连接器和夹持件组装到一起时,板的外表面208是彼此水平 的;这些板是对准的。换句话说,侧部(多个侧部)12、14和/或腿部(多 个腿部)16具有不同的长度“l”,和/或实心区域20具有不同的厚度,其 中,在长度/厚度中的差异等于在板的厚度中的差异。

通过使用来自腿部(多个腿部)16和/或侧部12、14的可选的延伸部 (例如,支撑件26),可在夹持件中获得进一步的结构完整性。横向延伸 部(多个横向延伸部)(例如,支撑件)26(例如,见图1、图11、图17、 图21和图25)可用于夹持件的各种实施例,其中,横向延伸部(多个横 向延伸部)可朝向连接至夹持件的相邻的板延伸和/或延伸远离该板。例如, 横向延伸部(多个延伸部)可朝向杆22延伸和/或延伸远离该杆(在X方 向上)。这些延伸部(多个延伸部)可向板提供支撑以及禁止空气、水和/ 或昆虫渗入。

在杆22的与足部28相对的端部处存在接合件,该接合件可位于侧收 集器中的开口中和/或可接触侧收集器的表面。示例性的接合件包括横向构 件24(见图1和图21)、接收器(多个接收器)52(见图17)和/或支撑 结构40(见图12)。在各种实施例中,接合件可具有总体上T形的形状(例 如,横向构件24位于与杆22垂直的位置),和/或该接合件可为拱形的(例 如,以与侧收集器滑动区域214的形状互补的方式从杆22延伸(例如, 与图16组合的图17的接收器52))。换句话说,接收器(多个接收器)52 可在与基部18相对的端部处从杆22分叉。因此,接合件可构造成位于侧 收集器中的开口(见图2和图4,侧收集器210中的开口212)中,或者 该接合件当被组装时可位于侧收集器(例如,滑动区域214)与连接器(例 如,内表面122(见例如图3)(也见图26,接收器(多个接收器)52的 接触表面(滑动区域)214))之间。当接合件构造成位于开口212中时, 杆所具有的长度小于接收区域的高度(例如,两者都在Y方向上测量)。 换句话说,杆所具有的长度小于将被接收在接收区域232中的板的厚度(见 例如图10)。

如在图21和图22中示出的,横向构件24可包括在横向构件24的第 二侧50上的延伸部(例如,突出部46),该延伸部将与图22中的板200、 202接合以当载荷施加至组件时有助于防止板分离。图25和图26示出了 又一个实施例,其中,延伸部可存在于横向构件24上(例如,在第一侧 48上和/或在第二侧50上)。例如,如图25和图26中示出的,突出部46 可位于横向构件24上。然而,预计到,唇部44也可存在于横向构件24 (以及唇部44和突出部46的任意组合)上。

横向构件24可在“X”平面中在一个或者两个方向(例如,正的和负 的)上从杆22延伸出(例如,见图1、图11、图21和图25),并且在每 个方向上的距离可为相同的或者不同的。类似地,一个或者多个翼部可沿 着“X”平面在一个或者两个方向上从杆22延伸,其中,翼部的长度是相 同的或者不同的(见图17)。较大的翼部宽度可提供较大的风载荷。期望 的翼部宽度(例如,从一个翼部的端部到另一个翼部的端部)因此取决于 预期的应用和期望的结构完整性。可使用高达且超过50mm的翼部跨长, 特别地为5mm至40mm的跨长,并且更特别地为10mm至30mm的跨长。

相对于横向构件24和唇部44从杆22延伸的角度,其也基于期望的 结构完整性以及将连接至唇部的侧收集器的期望形状而确定。横向构件可 以85°至95°的角度θ从杆延伸,其中90°的角度理想地能够更大地承载。 超过90°的角度θ降低了承载潜能,而小于90的角度θ阻止板和夹持件的 组装。翼部通常是弯曲的并且以100°至155°(特别地为35°至75°,并且 更特别地为40°至50°的角度θ从杆22延伸。例如,具有90°的角度θ的 夹持件具有100lb/ft2(4,788Pa)的承载能力,而以135°的角度时,夹持 件(包括相同的材料和厚度)具有小于80lb/ft2(3,830Pa)的承载能力。

夹持件的长度(即,在Z方向上,见图18中示出的坐标系)也取决 于期望的结构完整性(例如,风载荷抗性)。当期望最大风载荷抗性时, 夹持件长度等于板的长度。当需要较小的抗性时,夹持件所具有的长度小 于或者等于板的长度的50%,特别地小于或者等于板的长度的25%,并且 更特别地小于或者等于板的长度的10%。例如,夹持件长度可为小于或者 等于24英寸(61厘米(cm)),特别地小于或者等于12英寸(30.5cm), 更特别地小于或者等于6英寸(15.2cm),又更特别地小于或者等于3英 寸(7.6cm),并且甚至小于或者等于2英寸(5.1cm)。

除了横向构件(多个横向构件)24和/或接收器(多个接收器)52之 外,接合件还可包括构件(多个构件)38。构件(多个构件)38构造成接 收连接器和/或紧固件(多个紧固件)的一部分(例如,以将突出部120 接收进入由构件(多个构件)38限定的区域42中;见图20和图21;和/ 或以接收紧固件302(见图12))。因此,构件(多个构件)38可选地为带 螺纹的和/或该构件包括粘合剂或者粘接剂,例如以促进夹持件与连接器之 间的保持。除了该构件,支撑结构40可从该构件向外延伸并延伸至翼部, 以向该构件提供额外的结构完整性(见图17)。支撑结构的几何形状优选 地与当组装时将邻接的连接器和/或收集器的部分的几何形状互补(例如, 负的)。

杆22从基部18(例如,从足部28)延伸至接合件。因此,如果接合 件构造成位于开口212中,则杆22将具有的长度小于板的厚度,而如果 接合件构造成物理接触侧收集器的表面,则杆22将具有的长度大于或者 等于板的厚度(在Y平面中测量)。

参考图27,这个附图旨在示出上文中的结构可为相反的,这样使得连 接器是凸元件并且侧收集器形成凹元件以使这些部件能够配合。在这个示 例性的实施例中,当侧收集器组装到一起时,连接壁274形成腔体272。 与其他的实施例一样,可使用任何互补配合的接合件,诸如卡扣配合、榫 槽、等等。连接器还可用夹持件10和紧固件302附接至侧收集器中的一 个或者两个。如从图中可看到的,这个布置能形成小的轮廓,这是因为存 在最小数量的连接器并且没有延伸远离板而延伸的侧收集器。侧收集器的 支撑件166远离侧收集器210延伸的距离取决于板和夹持件的尺寸。例如, 支撑件166所具有的厚度小于或者等于板206的厚度(被在Y方向测量) 的30%,特别地小于或者等于20%,并且甚至小于或者等于10%(在Y 方向上测量)。在一些实施例中,支撑件所具有的厚度小于或者等于40mm, 特别地小于或者等于30mm,并且更特别地小于或者等于20mm,并且甚 至小于或者等于10mm。

参考图28,示例性的实施例示出了使用侧收集器将板保持到一起而不 需要连接器的连接器组件。在这些实施例中,配合的成对的侧收集器具有 互补的几何形状(例如,榫槽(图28))。在这些实施例中,侧收集器不具 有彼此镜像的几何形状(例如,如在许多其他的附图中示出的)。这些侧 收集器具有互补的配合的几何形状,其使两个侧收集器能够固定地配合 (例如,保持到一起从而仅当计划拆解时才分离)。在这些侧收集器(以 及甚至上文中的连接器/侧收集器组)的许多实施例中,元件永久地配合(例 如,一旦元件被组装,则这些元件就不能在不破坏一个或者多个部件的情 况下拆开)。

独立于其他元件,连接器、侧收集器和夹持件可包括给出期望性质(例 如,透光性、绝缘性、强度、耐久性和/或抗冲击性等等)的任何材料。例 如,连接器、侧收集器和夹持件中的每个均独立地包括金属(例如,铝)、 聚合材料(例如,丙烯酸、聚碳酸酯、等等)或者包括前述中的至少一个 的组合。例如,夹持件可包括铝(例如,6000系列的铝(诸如铝6061); 7000系列的铝(诸如铝7108或者铝7055));不锈钢;和允许夹持件向连 接器组件提供期望的风载荷保护的其他金属以及包括前述中的至少一个 的组合。板、侧收集器和/或连接器可选地(独立地)为实心的或者中空的 (例如,多层的,例如包括支撑结构(诸如肋部))。如果存在肋部,则肋 部的密度和构造(直线的、成角度的、平行的、垂直的、等等)仅取决于 期望的结构完整性和具体元件的透射率。对于侧收集器和连接器而言,肋 部所具有的厚度可高达1mm,特别地为0.25至0.75mm,并且更特别地为 0.35至0.6mm。在一些实施例中,对角肋部所具有的厚度大于平行肋部和 /或垂直肋部的厚度(其中,平行和垂直相对于X方向而确定)。对角肋部 是既不平行也不垂直的肋部。换句话说,当元件(收集器或者连接器)附 接至板时,对角肋部不平行于或者不竖直于板的外表面。与竖直肋部和水 平肋部相比,对角肋部在全部方向上提供了改进的刚度。肋部(别是对角 肋部)可用于调整刚度程度(例如,元件的柔性)。理想地,侧收集器的 连接器接合区域是刚性的(是刚硬的,这样使得其在与连接器组装时不会 屈曲或者弯曲),而连接器具有可屈曲的侧部156(例如,图16)以使其 能够组装在侧收集器上。

如果使用多层板,则任何数量的层或者薄可与预计使用的支撑结构的 任何组合一起使用。由于连接器组件(例如,由于分离的侧收集器),所 以可选择具有任何期望的厚度、结构(多层的或者实心的)、颜色、宽度/ 长度和形状的板,并且使其边缘适应于具有期望附接结构的支承边缘连接 器,并且将其固定至具有拥有互补附接结构的边缘连接器的其他板。标准 的板的厚度是4、4.5、6、8、10、16、20、25、32、35、40、45和50mm, 并且进一步地,可使用不同种类的多层板,该多层板通常具有2至10层, 特别地为2至6层(例如,具有横过板厚度的1至5个槽(cells))。而且, 腔体可具有各种内部结构(矩形通道、三角形通道、等等)。例如,板可 为实心的、中空的或者其组合(例如,可为这样的多层板,其中,板的腔 体是中空的并且可选地被填充,填充物取决于结构的期望的性质(例如, 隔音、热传输、透光性、重量、等等)而例如包括气体、液体和/或固体)。

而且,可相信,由于用侧收集器获得的柔性,所以只要板中的每个均 与具有互补附接结构的侧收集器配合,则完全不同的板(例如,4mm的 实心板和32mm的多层板)可配合到一起。例如,板可为功能板(诸如, 设计成是具有实心的、中空的或填充板的结构完整性的结构的一部分的光 伏板)。例如,板可选地布置成使得在相邻堆叠的板之间存在空间(例如, 见图18)或者在相邻堆叠的板之间不具有空间,并且板可为实心的、中空 的(例如,其可用于产生和/或吸收热的冷却功能板)和/或被填充的(用 流体(诸如液体、凝胶和/或气体)),这些板具有各种肋部构造(例如,见 图18)。其他的功能板可包括但不限于天窗插入件、红外吸收和/或反射结 构、太阳能热水器、电屋顶风扇、由热对流驱动的塑料风扇叶片、等等。 例如,如在图39和图40中示出的,双侧连接器和夹持件可与狭槽150、 152中的光伏板502组装(见图16)。图36示出了光伏模块500的一个实 施例。双侧连接器和夹持件与前文相对于图16至图18讨论的相同。图40 示出了这样一种实施例,其中,柔性光伏模块结合至多层薄板或者结合至 形成光伏板502的直立接缝,并且该柔性光伏模块插入狭槽150中,而另 一个板504可选地插入狭槽152中,而图39示出了这样一种实施例,其 中,光伏板502可被引导插入狭槽152中,或者其中,光伏板502可选地 可结合至实心的或者多层的薄板并且该光伏板插入狭槽152中,并且另一 个板506可选地插入狭槽150中。

当板将包括光伏(PV)模块时,板可以是单块元件(例如,见图45) 或者该板可为多层的板,并且该模块可附接至该板。该模块可包括盖板和 衬背板,其中,太阳能电池阵列布置在该盖板与衬背板之间。太阳能电池 阵列可用密封剂附接至盖板和/或衬背板。此外,取决于盖板和/或衬背板 的组成,可使用额外的涂层和层(诸如抗气候性涂层(例如,具有UV吸 收或阻碍性质))以及耐磨层,等等。

图43是包括附接至屋顶的PV模块的板的一个实例,其中,视角与图 36中的A-A一致。板包括布置在衬背板518与盖板514之间的太阳能电 池阵列508。理想地,盖板514和/或衬背板518延伸越过太阳能电池阵列 508以形成凸缘524,该凸缘524可附接至板并且可选地位于板上而不延 伸进入连接器中(例如,不在连接器的狭槽中)。在板上形成PV模块的情 况下,该板可为衬背板。可选地,盖板514和衬背板518围绕其周界而连 接到一起并且PV模块进而附接至板。

盖板(在这里也被称为前板)514可通过化学附接510(例如,用粘 合剂、粘接剂、等等)和/或机械附接512(例如,螺栓、螺钉、铆钉、卡 扣配合机构、等等)而附接至板556。在使用化学附接的情况下,该附接 可为具有足够的结构完整性和兼容性的任何粘合剂,其中,第一层和第二 层阻止分层。例如,粘合带的粘合强度可大于或者等于大约0.1兆帕斯卡 (MPa),或者更特别地大于或者等于大约0.2MPa,如根据ISO 4587-1979 (粘合剂-高强度粘合剂结合的拉伸搭接剪切强度的确定)确定的。当根 据ISO 4587-1979(结合剂-高强度粘合剂结合的拉伸搭接剪切强度的确定) 测量时,在粘合带破裂时的伸长可大于或者等于大约50%,或者更特别地 大于或者等于大约80%,或者甚至更特别地大于或者等于大约95%。化学 附接的一个实例包括丙烯酸带、硅树脂、聚氨基甲酸酯胶、等等,诸如可 从马萨诸塞州米德尔顿的Bostic公司(Bostic,Inc.,Middleton,MA)商业 地获得的硅树脂粘合剂;可从比利时蒂伦豪特的Avery Dennison(Avery  Dennison,Turnhout,Belgium)商业性地获得的HPA 1905W交联丙烯酸基 粘合剂;和可从明尼苏达州的圣保罗的3MTM(3MTM,St.Paul,MN)商业 地获得的具有粘合剂200MP的3MTM高性能粘合剂转移带。虽然为了方便 而示出了化学连接510和机械连接512两者,但是这两者都可存在。

盖板514是透明的,从而使太阳辐射能够接触太阳能电池,例如,该 透明度大于或者等于60%,特别地大于或者等于75%,并且更特别地大于 或者等于85%。如在这里使用的,在2.5mm厚的样品上根据ASTM  D-1003-00(程序B,使用具有漫射照明的发光体C而单向观察分光光度 计)而确定该透明度。可能的覆盖层包括玻璃、聚合物及包括前述中的至 少一个的组合。可能的聚合物包括但不限于低聚物、聚合物、离聚物、树 状聚合物、共聚物(诸如嵌段共聚物)、接枝共聚物、星型嵌段共聚物、 无规则共聚物以及具有用于PV应用的期望光学性质的包括前述中的至少 一个的组合。这种聚合物树脂的实例包括但不限于聚碳酸酯(例如,聚碳 酸酯-聚丁二烯混合物、聚碳酸酯的混合物、共聚酯聚碳酸酯)、聚苯乙烯 (例如,聚碳酸酯和苯乙烯的共聚物)、丙烯腈-苯乙烯-丁二烯、聚苯醚- 聚苯乙烯树脂、聚甲基丙烯酸烷基酯(polyalkylmethacrylates)(例如,聚 (甲基丙烯酸甲酯))、聚酯(例如,共聚酯、聚硫酯)、聚烯烃(例如, 聚丙烯和聚乙烯(诸如,高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、线性低密度聚乙 烯、聚(对苯二甲酸乙二醇酯)(PET)))、聚酰胺(例如,聚酰胺酰亚胺)、 聚醚(例如,聚醚酮、聚醚醚酮、聚醚砜)、含氟聚合物薄膜(例如,诸 如乙烯四氟乙烯共聚物(ETFE)、氟化乙烯丙烯(FEP)、全氟烷氧基(PFA)、 聚氟乙烯(PVF)、聚偏二氟乙烯(PVDF))、聚三氟氯乙烯(PCTFE)及 包括前述中的至少一个的组合。

更特别地,聚合物可以包括聚碳酸酯树脂(例如,可从SABIC新塑 料公司(SABIC Innovative Plastics)商业地获得的LEXANTM树脂)、聚苯 醚-聚苯乙烯树脂(例如,可从SABIC新塑料公司(SABIC Innovative  Plastics)商业地获得的NORYLTM树脂)、聚醚酰亚胺树脂(例如,可从 SABIC新塑料公司(SABIC Innovative Plastics)商业地获得的ULTEMTM树脂)、聚对苯二甲酸丁二酯-聚碳酸酯树脂(例如,可从SABIC新塑料公 司(SABIC Innovative Plastics)商业地获得的XENOYTM树脂)、共聚酯碳 酸酯树脂(例如,可从SABIC新塑料公司(SABIC Innovative Plastics)商 业地获得的LEXANTM SLX树脂)以及包括前述的树脂中的至少一个的组 合。甚至更特别地,热塑性树脂可包括但不限于下列物质的均聚物和共聚 物:聚碳酸酯、聚酯、聚丙烯酸酯、聚酰胺、聚醚酰亚胺、聚苯醚或者包 括前述的树脂中的至少一个的组合。聚碳酸酯可包括聚碳酸酯的共聚物 (例如,聚碳酸酯-聚硅氧烷(诸如聚碳酸酯-聚硅氧烷嵌段共聚物))、线 性聚碳酸酯、分支聚碳酸酯、封端聚碳酸酯(例如,腈封端聚碳酸酯)以 及包括前述中的至少一个的组合,例如分支聚碳酸酯和线性聚碳酸酯的组 合。

衬背板518是不透明的(例如,透光性小于30%,特别地小于20%, 更特别地小于10%并且甚至更特别地小于5%)。可能的衬背板包括上文的 用于盖板的任意材料,其中,该材料可通过增添添加剂和其他聚合物和/ 或通过处理而制造成为不透明的。例如,衬背板518可以包括聚碳酸酯 (PC)、聚苯醚(PPO)、聚苯乙烯(PS)以及包括前述中的至少一个的组 合,诸如可从SABIC新塑料公司(SABIC’s Innovative Plastics business) 商业地获得的NorylTM PPO/PS树脂。

衬背板518可选择地为如在图43和图45中示出的实施例中的衬背板。 图36和图44示出了衬背板,其中,PV模块将被附接至如在图44中示出 的板。

密封剂516可位于盖板514与太阳能电池阵列508之间和/或衬背板 518与太阳能电池阵列508之间,或这两种情况都存在。可能的密封剂包 括显示耐水解性、透明性、耐气候性、耐温性且重量轻的材料。密封剂的 一些实例包括:乙烯-乙酸乙烯酯(EVA)(例如,部分氧化的EVA、功能 化的EVA、交联的EVA)、热塑性聚氨酯、聚乙烯醇缩丁醛、硅树脂(例 如,室温硫化(RTV)硅树脂、硅油和/或橡胶或者热固性弹性体硅树脂和 /或其他硅树脂粘合剂)、酯树脂、烯烃树脂(例如,马来酸改性聚烯烃树 脂)以及包括这些密封剂中的至少一个的组合的其他密封剂。如果前板包 括聚碳酸酯,则理想地,密封剂没有受阻胺。

如从图44中可看到的,板可设计成使得平坦的前板514可放置在太 阳能电池508上方。换句话说,前板514延伸横过板556的表面而不弯曲 (即,离开薄板的平面的角度变化不大于5°),并且该前板可选地围绕板 的转角而包覆(见图43)。可选地,板556可包括凹部526以容纳PV模 块的厚度,这样使得盖板514可为平坦的(例如,可容纳太阳能电池阵列 508、密封剂516以及任何额外的层和/或涂层,诸如衬背板)。

板556通过轮廓520而附接至屋顶520。可选地,本文公开的任何连 接器均可用于光伏板500。连接器组件将以与连接器组件将附接至不具有 PV模块的板相同的方式附接至PV板(包括PV模块)。这在图48中举例 说明,其示出了图12中的组件,该组件具有图11中的夹持件以及结合至 板而产生一体式光伏屋顶系统的PV模块。

PV模块可被预先成形或者可直接形成在板上。可能的形成方法包括 层压,例如,在室温下或者在升高的温度下(例如,在50℃至100℃的 温度下)。例如,密封剂可布置在衬背板或盖板上。太阳能电池阵列可布 置到密封剂上,并且额外的密封剂可布置在太阳能电池阵列上方。然后, 另外的薄板(盖板或衬背板)可布置在密封剂上方。可选地,其他的层可 布置在密封剂与盖板、衬背板或这两者之间。如果PV模块形成在板上, 如果使用衬背板,则其可通过衬背板与板之间的可选的粘合剂而布置在板 上,然后应用密封剂。如果不使用额外的衬背板,则密封剂被应用至板。 太阳能电池阵列然后可布置在密封剂上,并且再次,额外的密封剂可被应 用在太阳能电池阵列上。最后,盖板可布置在额外的密封剂的上方。粘合 剂可选地围绕盖板的周边而应用,以增强其到板的附接。

一旦侧收集器附接至板(或者如果是一体的),则具有连接器组件的 板的组装可包括将夹持件插入侧收集器中(例如,在其接合矩形切口的位 置处)。换句话说,将横向构件滑入侧收集器中的开口中。夹持件进而可 被紧固至支撑件。第二板(具有附接的侧收集器)可向上滑动抵靠第一板, 使两者紧密接触并且使得第二板的侧收集器与夹持件接合。最后,连接器 附接至侧收集器的延伸的腿部(即,附接至连接器接合区域)以将所有部 件固定到一起。

连接器(多个连接器)、收集器和夹持件可使用各种技术形成,诸如 挤压成型(例如,金属/塑料共挤压成型(即,与用塑料封装的金属部件一 起拉挤金属)、具有保护层(例如,用于紫外线保护,等等)的塑料共挤 压成型)。与用塑料封装的金属部件一起的金属拉挤成型可用于获得增强 了的刚性以承受非常大的力,比如强力飓风。金属可被包含在塑料的区域 (多个区域)中。例如,参考图41和图42,金属260(例如,共挤压成 型的金属)可与塑料一起共挤压成型,以向臂230、开口212和/或收集器 的连接侧的部分或全部(例如,从底部到开口212)提供增强的结构完整 性。在一些实施例中,金属被在一个或者两个臂的区域中和/或沿着基部 258和/或沿着连接壁254而共挤压成型。金属可沿着整个本体部分在连接 壁254上延伸,和/或从基部258向上到开口212和/或穿过该开口(如果 存在的话)。在一些实施例中,金属沿着基部和连接壁但不沿着臂共挤压 成型。

本文公开的方法的一个优点在于依赖于粘合剂系统将次级元件(例 如,收集器)结合至多层的或者实心的薄板产品是麻烦的并且具有大量的 手工操作。过去使用的不具有能量引导器的超声焊接技术导致不良的结合 强度和/或被压碎的多层板。其他的机械紧固技术或热焊接技术导致表面缺 陷或者在材料表面上的其他难看的痕迹。本文公开的技术包括一种结合技 术,该结合技术提供于构成板和附接装置的类似材料之间的紧密结合。能 量引导器的使用可促进附接元件(侧收集器和板、连接器和侧收集器、等 等(例如,直立接缝腿部、榫槽附接装置、卡扣附接装置、等等))之间 的结合。发现到,这些能量引导器的内含物使超声焊接能在不压碎多层板 或产生两个平坦的聚合物表面之间的弱结合的情况下使用。

也参考图41和图42,可选地,侧收集器(多个侧收集器)和/或连接 器可具有屏障元件以能够抵抗能水、空气和/或虫子渗入。这些屏障元件可 包括脊部和凹陷部,其中,配合的脊部和凹陷部是圆形的部件。例如,该 脊部和凹陷部可形成大于或者等于圆的40%,特别地大于或者等于50% (例如,可形成半圆)。在图41和42中示出了示例性的屏障元件,其中, 图41上的屏障凹陷部242构造成与图42上的屏障脊部244配合。如示出 的,屏障凹陷部242可位于连接器接合区域222上,与板接合区域224相 邻(例如,与其接触)。

本文公开的各种连接器、收集器和组件要解决对于连接器需要昂贵的 铝挤压成型的问题。使用各种构造(例如,机械止动器和/或延伸部)以防 止板分离的这些组件可随着塑料连接器和收集器(或者,当不使用连接器 时则随着收集器)的使用而提供足够的强度以承受强力飓风(例如,200mph (322千米每小时(kph)))。将板与支撑件(例如,椽,等等)连接的轮 廓结构和夹持件的组合已经模制成提供足够的强度以承受这些大载荷。

此外,使用分离的侧收集器可获得在货运成本上的大幅减少。由于板 不包括侧收集器,所以这些板可被包装在小得多的区域中,从而在相同的 空间中允许运输大于或者等于40%的更多产品。

通过下文的非限制性实例进一步示出了如本文描述的连接器、收集 器、夹持件及其组件。

实例

实例1:

在这个实例中,板在4英尺(ft)乘6ft的箱(1.2米(m)到1.8m) 上针对夹持件和板组件的处理载荷的能力进行测试。具有图38中示出的 设计(该设计具有平坦的横向构件)的夹持件与具有图11中示出的设计 的夹持件和如图12中示出的板进行测试和比较,其中,延伸部的高度等 于0.035英寸(0.889毫米(mm))。所测试的板具有5壁X结构。如在图 30中测试了各种构造。对比样品1(C1)是具有3英寸(7.6厘米(cm)) 中心螺栓夹持件的连接器组件,该中心螺栓夹持件具有在图38中示出的 设计的平坦的横向构件;对比样品2(C2)与C1相同,但其具有平齐的 安装件;对比样品3(C3)也与C1相同,但其具有悬挂的3/4英寸的安 装件;并且对比样品4(C4)也与C1相同,但其具有钢隔片。图30示出 了各种夹持件设计和安装件的挠曲(以英寸测量)与压强(以磅每平方英 尺(lb/ft2)测量)的对比。

如从图30中可看到的,令人惊讶地发现到,具有仅0.035英寸 (0.889mm)高度的唇部引起板的处理载荷的能力的大幅增加。具体地, 载荷从不具有唇部的对比样品1至4(C1至C4)的在破坏之前的160lb/ft2(7,656Pa)的最大值增加到具有本文公开的唇部的样品1的325lb/ft2(15,550Pa)。如在图30中示出的,样品1没被破坏,即,夹持件能够防 止板分离。例如,板的处理载荷而不分离的能力可增加大于或者等于25%, 特别地大于或者等于30%,更特别地大于或者等于35%,甚至更特别地大 于或者等于40%,并且又更特别地大于或者等于50%。换句话说,板在不 分离的前提下可处理的载荷大于或者等于175lb/ft2(8,379Pa),特别地大 于或者等于200lb/ft2(9,576Pa),更特别地大于或者等于250lb/ft2(11,970 Pa)并且甚至大于或者等于300lb/ft2(14,364Pa)。

对比样品C5和C6示出了风载荷测试的进一步的结果,其中,具有 图29中示出的设计的连接器组件的板针对风载荷处理能力进行测试并且 与具有图38中示出的连接器组件设计的板进行比较。在图31中通过线310 表示200mph(322kph)的风载荷。如从图31中可看到的,在大于或者等 于200mph(322kph)的风载荷下,对比样品5(C5)和对比样品6(C6) 具有增大的挠曲,其中,C5在大约180lb/ft2(8,618Pa)的压强下失效而 C6在大约140lb/ft2(6,703Pa)的压强下失效,其中,在样品6(C6)的 情况下失效是指板分离并且在样品5(C5)的情况下失效是指夹持件非弹 性地弯曲并且允许板从夹持件脱离下。这个实例证明在不具有本文描述的 唇部的夹持件设计的情况下,板组件可在大于或者等于200mph(322kmh) 的风载荷下分离和失效。

实例2:

在这个实例中,具有在图38和图12中示出的连接器组件设计的板以 各种风载荷进行测试和比较。所测试的板具有5壁X结构。对比样品C7 和C8(图33)具有在图38中示出的连接器组件设计,而图32、34和35 中的全部其他样品具有在图12中示出的连接器组件设计。表1列出了从 样品2至5的风载荷测试中观察到的数据,而表2列出了从对比样品C7 和C8的风载荷测试中观察到的数据。表3和表4列出了从样品6至11的 风载荷测试中观察到的数据。图32、图33、图34和图35图表化地示出 了结果,其中,图33属于对比样品而图32、图34和图35属于具有在图 12中示出的设计的样品。风速以mph测量并且挠曲以英寸(in)测量。

表2中的结果(特别地),C7可与表4中的样品10比较并将更详细 地讨论。C7具有比其他的样品更大的板条和侧收集器,因此其比其他样 品能够承受更大的风载荷,这是因为更大的板条和侧收集器增加了板的刚 性。

表3列出了来自于测试4英尺(1.2m)宽板的数据并且图34示出了 结果。样品6至8具有被在图12中示出的连接器组件和夹持件设计。如 从表3和图34中可看到的,随着桁条间距增大,连接器组件可抵抗的风 速和载荷减小。此外,与表1、表3和表4中的测试样品相比,表2中的 测试样品的失效模式发生变化。例如,表2中的样品的失效模式是由于板 从夹持件滑脱,而表3中的失效模式是由于夹持件的失效,这证明更强的 夹持件可能允许比其他测试样品承受更大的风速。表1中的样品的失效模 式是贯穿该板的夹持件撕裂,这证明板可承受的最大载荷。

表4示出了样品9至11的数据,其中,样品9具有全长度的18英尺 (5.5m)长的夹持件,并且样品10和22具有3英寸(7.6cm)长的夹持 件。全长度夹持件指具有在图11中示出的设计且在板的全部长度(即, 18英尺(5.5m))上延伸的夹持件,而在样品10和11中使用的夹持件也 具有图11中的设计,但其具有3英寸(7.6cm)的长度。如在表4和对应 的图35中可看到的,全长度夹持件与具有3英寸(7.6cm)的长度的夹持 件相比可以处理更高的风载荷。例如,全长度夹持件(即,18英尺(5.5m)) 在失效前可处理的风载荷大于或者等于200mph(322kph),特别地大于或 者等于225mph(362kph),并且甚至更特别地大于或者等于240mph (386kph),而3英寸(7.6cm)夹持件可处理的风载荷大于或者等于150mph (240kph),特别地大于或者等于175mph(282kph),并且甚至更特别地 大于或者等于185mph(298kph)。

如提到的,表2中的C7可与表4中的样品10比较。C7示出了比样 品10的载荷更大的载荷,这是因为C7具有在图28中示出的设计的板条 和侧收集器,其的尺寸是具有在图12中示出的设计的样品10的板条和侧 收集器的尺寸的两倍。更大的板条和侧收集器的尺寸增加了C7的刚性和 承载能力。尽管载荷增大,但示出更大的可能载荷的夹持件滑脱的失效模 式可能通过夹持件和板接口的修改而实现。例如,在样品10中,失效模 式是由于破裂导致的夹持件的失效,其是可能通过将夹持件修改成更高强 度材料而获得更大可能载荷的另一指示。对比样品11与C7和C8证明使 夹持件加强和在板与夹持件之间的接口处产生机械止动的组合可提供具 有较小轮廓的板条和侧收集器设计的大的风载荷能力。样品11具有4英 尺桁条间距并且超过了具有3英尺桁条间距的样品10的结果。具有样品 11的设计的组件有可能具有与用于C7中板条和侧收集器设计的一半尺寸 的板条和侧收集器设计等同的风载荷处理能力。例如,推断的结果为,于 3英尺桁条间距的样品11在210和250mph之间的值下屈服,这这个值与 C7的值近似相等。

图46和图47进一步图表化地示出了本连接器的优点。在这些附图中, 样品再次具有在图12中示出的设计。如在图46中可看到的,在1.22m的 板宽度下,甚至在1.83m的桁条间距下,组件承受大于100kph的风载荷, 而在1.52m的桁条间距下,组件承受大于150kph的风载荷。在0.91m的 板宽度下,甚至在1.83m的桁条间距下,组件承受大于190kph的风载荷, 而在0.91m的桁条间距下,组件承受大于240kph的风载荷。在0.61m的 板宽度以及1.83m的桁条间距下,组件承受大于250kph的风载荷,而在 1.22m的桁条间距下,组件承受大于300kph的风载荷。最后,在具有全长 度夹持件的0.61m的板宽度下,在1.22m的桁条间距下,组件承受大于 350kph的风载荷。

图47类似了类似的、意想不到的且改进的能力。这里,在1.22m的 板宽度下,甚至在1.83m的桁条间距下,组件承受大于600牛顿每平方米 (N/m2)的载荷,而在1.52m的桁条间距下,组件承受大于1,000N/m2的载荷。在0.91m的板宽度下,甚至在1.83m的桁条间距下,组件承受大 于1,800N/m2的载荷。在0.61m的板宽度以及1.83m的桁条间距下,组件 承受大于3,500N/m2的载荷,而在1.22m的桁条间距下,组件承受大于2,300 N/m2的载荷。最后,在具有全长度夹持件的0.61m的板宽度下,在1.22m 的桁条间距下,组件承受大于6,400N/m2的风载荷,并且在0.91m的桁条 间距下,组件承受大于6,900N/m2的风载荷。

预计到,本文公开的连接器组件可用在自然采光结构的建筑物(诸如 温室、泳池围闭件、太阳能屋顶收集器(例如,光伏模块)、露天大型运 动场和日光浴室、玻璃板屋顶以及包括前述中的至少一个的组合)中。例 如,连接器组件可用于将光伏模块附接到一起。光伏模块通常是各种模块 部件的组件,该组件包括第一层、流体层、第二层、接线盒、线缆、逆变 器(例如,微型逆变器)、等等(见图36,其示出了光伏模块500)。本文 描述的连接器组件可用于将光伏模块保持到一起以产生太阳能电池板。也 考虑到制造太阳能电池板的方法,其中,该方法可包括用本文描述的连接 器组件的任何设计将光伏模块附接至另一个光伏模块以产生太阳能电池 板,如由图48中的实例示出的。

与包括具有平坦的横向构件的夹持件的连接器组件相比,包括具有唇 部或者突出部的夹持件的各种设计的连接器组件能够承受更大的风速和 载荷。这种设计可使连接器组件能够用在受到大的风载荷(例如,大于或 者等于200mph(322kph))的应用中。

实施例1:一种连接器组件,该连接器组件包括:连接器;一对侧收 集器,每个侧收集器均包括连接器接合区域以及板接合区域,该连接器接 合区域具有与连接器配合的尺寸和几何形状从而将两个相邻的板的端部 保持到一起,该板接合区域包括接收区域并且该板接合区域具有用以附接 到板的边缘的尺寸;以及夹持件(10、60),其中,该夹持件具有可附接 至支撑件的基部、接合件以及在该基部与接合件之间延伸的杆,其中,接 合件具有从该接合件的一侧伸出的延伸部,其中板接合区域还包括在该板 接合区域的与接收区域相对的侧上的在连接壁中的开口,其中,该开口构 造成接收接合件的延伸部。

实施例2:实施例1的连接器组件,其中,侧收集器的开口包括与接 合件的延伸部互补的几何形状,其中,该开口和该延伸部彼此接合。

实施例3:实施例1-2中任一个的连接器组件,其中,延伸部穿入板 接合区域的开口中。

实施例4:实施例1-3中任一个的连接器组件,其中,基部包括当与 连接器、收集器和板组装时使板水平的元件。

实施例5:实施例1-4中任一个的连接器组件,其中,基部包括由侧 部、区域和腿部形成的部分,并且其中,侧部和腿部所具有的长度(l)大 于紧固件头部的高度,其中,该区域从一侧延伸到另一侧。

实施例6:实施例1-5中任一个的连接器组件,其中,延伸部包括从 接合件的一侧伸出的唇部和/或包括从接合件的一侧延伸的突出部。

实施例7:一种连接器组件,该连接器组件包括:连接器,该连接器 包括由柔性壁限定的两个腔体,其中,两个腔体中每个所具有几何形状均 构造成与来自一对侧收集器的连接器接合区域(222)配合;端头,该端 头位于两个腔体之间;以及第一狭槽,该第一狭槽在连接器的一侧上并且 在两个腔体之间,其中,第一狭槽所具有的尺寸和几何形状用于接收不具 有侧收集器的板的一个端部,其中,两个腔体使两组板能够堆叠并与连接 器连接;以及夹持件,其中,该夹持件具有附接至支撑件的基部、接合件 以及在该基部与接合件之间延伸的杆,其中,杆分叉成位于杆的与基部相 对的端部上的接收器,其中,接合件具有从该接合件的一侧伸出的延伸部, 其中,在侧收集器上的板接合区域包括在板接合区域的与接收区域相对的 侧上的在连接壁中的开口,其中,该开口构造成接收接合件的延伸部。

实施例8:实施例7的组件,其中,连接器还包括第二狭槽,该第二 狭槽在连接器的与第一狭槽相对的另一侧上并且在两个腔体之间,其中, 第二狭槽具有用于接收另一个不具有侧收集器的板的一个端部的尺寸和 几何形状。

实施例9:实施例7的组件,其中,光伏板位于第一狭槽中。

实施例10:实施例7-9中任一个的组件,其中,另一个光伏板位于第 二狭槽中。

实施例11:实施例7-10中任一个的组件,其中,夹持件还包括位于 夹持件的接收器上的构件。

实施例12:实施例7-11中任一个的组件,其中,端头构造成接收连 接构件,该连接构件将连接器附接至夹持件的构件。

实施例13:一种板组件,包括:实施例1-12中任一个的连接器组件; 以及位于每个板接合区域中的板;并且

其中,连接器与侧收集器的连接器接合区域配合,从而将板的 端部保持到一起。

实施例14:实施例13的板组件,其中,相邻的板通过从榫槽、直立 接缝和卡扣配合中选择的配合的几何形状而连接。

实施例15:实施例13的板组件,其中,相邻的板通过搭接接头而连 接。

实施例16:实施例13-15中任一个的板组件,其中,板具有前表面, 并且该板组件还包括:太阳能电池阵列,该太阳能电池阵列位于前表面上; 密封剂,该密封剂围绕太阳能电池阵列;以及盖板,该盖板在太阳能电池 阵列的与板相对的侧上,其中,密封剂在太阳能电池阵列与盖板之间。

实施例17:实施例16的板组件,该板组件还包括衬背板,该衬背板 在密封剂与板之间。

实施例18:实施例17的板组件,其中,盖板、衬背板或这两者包括 聚合物(对苯二甲酸乙二醇酯)。

实施例19:实施例17的板组件,其中,盖板包括聚碳酸酯。

实施例20:实施例17-18中任一个的板组件,其中,衬背板包括从聚 碳酸酯、聚苯醚、聚苯乙烯以及包括前述中的至少一个的组合中选择的材 料。

实施例21:实施例17-20中任一个的板组件,其中,衬背板包括聚苯 醚-聚苯乙烯树脂。

实施例22:一种制造板组件的方法,该方法包括用实施例1-12中任 连接器组件将第一板附接至第二板。

实施例:23:实施例22的方法,其中,第一板和第二板中的至少一个 是光伏板。

实施例24:实施例22-23中任一个的方法,该方法还包括:将太阳能 电池阵列定位在第一板的前表面上;将密封剂定位成围绕太阳能电池阵 列;和将盖板粘合至太阳能电池阵列上方的前表面。

实施例25:实施例22-23中任一个的方法,该方法还包括:形成光伏 模块;以及将光伏模块附接至第一板和第二板中的至少一个,该光伏模块 包括:盖板;衬背板;太阳能电池阵列,该太阳能电池阵列位于盖板与衬 背板之间;密封剂,该密封剂围绕太阳能电池阵列并且在前板与衬背板之 间。

实施例26:实施例25中的方法,该方法还包括:将光伏模块附接至 第一板的前表面。

实施例27:一种侧收集器,该侧收集器包括:连接器接合区域,该连 接器接合区域包括头部,该头部具有用于与板连接器配合的尺寸和几何形 状;板接合区域,板接合区域包括接收区域,该接收区域具有延伸进入接 收区域中的能量引导器,并且该接收区域具有用于附接至板的一个端部的 尺寸;以及夹持件接合区域,该夹持件接合区域包括开口,并且该夹持件 接合区域具有用于容纳位于夹持件的接合件的一侧上的延伸部的尺寸。

实施例28:实施例27的侧收集器,其中,延伸部包括从接合件的一 侧伸出的唇部和/或包括从接合件的一侧延伸的突出部。

本文公开的全部范围均包含端点,并且端点可彼此独立地组合(例如, “高达25wt.%或者更具体地,5wt.%至20wt.%”的范围包含端点以及 “5wt.%至25wt.%”的范围内的全部中间值,等等)。“组合”包含掺和物、 混合物、合金、反应产物等等。而且,属于“第一”、“第二”等等在本文 中不表示任何顺序、数量或者重要性,而是用于区分一个元件和另一个元 件。词语“一个(a)”和“一个(an)”和“该(the)”在本文中不表示数 量的限制,并且将被解释成覆盖单数和复数两者,除非被在本文中相反地 指明或者被上下文清楚地否定。如本文使用的后缀“(s)”旨在包括所修 饰的词语的单数和复数两者,从而包括该术语中的一个或者多个(例如, 薄膜(film(s))包括一个或者多个薄膜)。贯穿本说明书,对“一个实施 例”、“另一个实施例”、“一实施例”等等进行参考意思是连同该实施例描 述的特殊的元件(例如,特征、结构和/或特性)包含在本文描述的至少一 个实施例中,并且其可存在或者不存在于其他的实施例中。此外,理解到, 所描述的元件在不同的实施例中可以任何适合的方式组合。

虽然已经描述的具体的实施例,但申请人或者本领域其他技术人员可 领会到当前无法预料的替换方案、修改、变化、改进和实质等同方案。因 此,如提交的以及可能修改的所附权利要求旨在包含所有这些替换方案、 修改、变更、改进和实质等同方案。

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