KR101031035B1 - 라미네이트 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 히팅패널을 가열하기 위한 히터를 판형으로 하여 히팅패널 전역에 열량이 고르게 전도되도록 함으로써, 히팅패널 상의 태양전지모듈에 균일한 열량이 제공되도록 한 라미네이트 장치에 관한 것이다.
본 발명의 주요 특징은,
승강 가능한 상부 케이스와, 상기 상부 케이스의 직하방에 위치하는 하부 케이스와, 상기 하부 케이스의 주변을 회전하는 회전시트와, 상기 회전시트로 태양전지모듈을 공급하는 공급 컨베이어와, 상기 회전시트에서 라미네이팅이 완료된 태양전지모듈을 회수하는 회수 컨베이어로 이루어진 라미네이트 장치로서, 상기 하부 케이스에 설치되는 하부 히팅패널과, 상기 하부 히팅패널의 하부에 하부 판형히터가 균등분할된 상태로 상기 하부 히팅패널과 대접되게 설치된 것을 포함하는 라미네이트 장치이다.
라미네이트 장치
Description
본 발명은 라미네이트 장치에 관한 것이다.
더 상세하게는 히팅패널을 가열하기 위한 히터를 판형으로 하여 히팅패널 전역에 열량이 고르게 전도되도록 함으로써, 히팅패널 상의 태양전지모듈에 균일한 열량이 제공되도록 한 라미네이트 장치에 관한 것이다.
태양전지는 여러 가지 형태가 있으며, 단결정 실리콘이나 다결정 실리콘을 이용한 결정형이나, 아몰퍼스 실리콘(비결정 실리콘)을 이용한 비결정형 등이 제안되고 있지만, 어느 형태든 화학적 변화를 일으키기 쉽고, 또 물리적인 충격에 약한 약점이 있다. 따라서, 태양전지를 투명한 필름이나 강화유리, 내열유리 등으로 라미네이팅한 태양전지모듈이 이용되고 있다.
태양전지모듈의 라미네이트는 비닐필름이나 백시트의 사이에, 예를 들어 EVA(에틸렌비닐 에세테이트) 수지 등의 충전재를 통해서 스트링(태양전지 셀)을 끼워넣고, 진공상태에서 가열하여 태양전지모듈 내부의 충전재를 녹임으로써 행하여 진다.
종래, 이러한 태양전지모듈 등을 제조하기 위한 라미네이트 장치로서, 하방 을 향해서 팽창 가능한 다이아프램(diaphragm)을 구비한 상측 챔버와, 히터 패널(열판)을 구비한 하측 챔버를 구비한 라미네이트 장치가 공지되어 있다.
이러한 라미네이트 장치에는 상측 챔버와 하측 챔버를 밀폐하고 감압하여 진공(저압) 상태가 되게 한 후, 다이아프램 내에 대기를 도입함으로써, 태양전지모듈을 다이아프램과 히터 패널의 상면 사이에서 가압하고, 히팅패널에 의해 가열하도록 구성되어 있다.
이때, 상기 라미네이트 장치에서는 히팅패널 내부에 복수개의 봉히터를 설치하고, 태양전지모듈을 균일하게 가열하도록 하고 있다.
그러나, 상기한 종래의 라미네이트 장치는 히팅패널과 봉히터가 선접촉되므로 봉히터의 열원이 히팅패널의 전역에 걸쳐 균일하게 제공되지 못하고 접촉부위와 비접촉부위의 온도가 다르게 되어 결과적으로 히팅패널 위에 놓여지는 태양전지모듈을 균일하게 가열하지 못하게 되는 문제점이 있었다.
이러한 문제점을 보완하기 위해서는 봉히터를 보다 많이 설치해야하는데, 이 경우에는 봉히터의 과다 설치로 인하여 제작비용이 상승하는 문제점과, 전력소모가 가중되어 유지비용이 상승하는 또 다른 문제점이 발생하게 된다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서,
본 발명의 제1 관점에 따르면,
승강 가능한 상부 케이스와, 상기 상부 케이스의 직하방에 위치하는 하부 케이스와, 상기 하부 케이스의 주변을 회전하는 회전시트와, 상기 회전시트로 태양전지모듈을 공급하는 공급 컨베이어와, 상기 회전시트에서 라미네이팅이 완료된 태양전지모듈을 회수하는 회수 컨베이어로 이루어진 라미네이트 장치로서,
상기 하부 케이스에 설치되는 하부 히팅패널과, 상기 하부 히팅패널의 하부에 하부 판형히터가 균등분할된 상태로 상기 하부 히팅패널과 대접되게 설치된 것을 포함하는 라미네이트 장치이다.
본 발명의 제2 관점에 따르면,
상기 상부 케이스에 설치되는 IR히터를 포함하는 라미네이트 장치이다.
본 발명의 제3 관점에 따르면,
상기 상부 케이스에 설치되는 상부 히팅패널과, 상기 상부 히팅패널의 상부에 상부 판형히터가 균등분할된 상태로 상기 상부 히팅패널과 대접되게 설치된 것을 포함하는 라미네이트 장치이다.
본 발명의 제4 관점에 따르면,
상기 하부 히팅패널 및 상부 히팅패널에 온도센서를 각각 설치하고, 상기 각 온도센서에서의 검출 결과에 기초하여 상기 하부 판형히터 및 상부 판형히터의 온도를 개별적으로 제어하는 온도 제어부를 포함하는 라미네이트 장치이다.
본 발명의 제5 관점에 따르면,
상기 하부 히팅패널에 안착홈을 형성하고, 이 안착홈 내에 상기 하부 판형히터가 장착된 것을 포함하는 라미네이트 장치이다.
본 발명의 제6 관점에 따르면,
상기 상부 히팅패널에 안착홈을 형성하고, 이 안착홈 내에 상기 상부 판형히터가 장착된 것을 포함하는 라미네이트 장치이다.
본 발명의 제7 관점에 따르면,
상기 하부 히팅패널과 하부 판형히터의 접촉면은 상호 요철 결합된 라미네이트 장치이다.
본 발명의 제8 관점에 따르면,
상기 상부 히팅패널과 상부 판형히터의 접촉면은 상호 요철 결합된 라미네이 트 장치이다.
본 발명의 제9 관점에 따르면,
상기 하부 히팅패널과 상부 히팅패널은 15 ~ 25mm 두께의 알루미늄재인 라미네이트 장치이다.
본 발명의 제10 관점에 따르면,
상기 회수 컨베이어의 시트 상에 잔류하는 이물질을 제거하는 크리닝 브러시를 포함하는 라미네이트 장치이다.
이상과 같은 본 발명은 히팅패널을 가열하기 위한 히터를 판형으로 제작하여 히팅패널 전역에 열량이 고르게 전도되도록 함과 아울러 온도센서 및 온도제어부에 의해 히팅패널의 온도를 균일하게 자율제어함으로써, 결과적으로 히팅패널 상의 태양전지모듈을 균일하게 가열할 수 있게 된다. 따라서, 태양전지모듈의 전 영역에 걸쳐 충전재의 균일한 가교반응이 진행되므로 고품질의 태양전지모듈을 얻을 수 있다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 보다 명확해 질 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 라미네이팅 장치의 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 라미네이팅 장치의 요부 발췌도로서, 작동전 상태도이며, 도 3은 본 발명에 따 른 라미네이팅 장치의 요부 발췌도로서 작동후 상태도이다.
위 도면에 따르면, 본 발명의 라미네이팅 장치(100)는 태양전지모듈(10)을 공급하기 위한 공급 컨베이어(110)를 갖는다.
본 발명에 따른 라미네이팅 장치(100)는 상기 공급 컨베이어(110)의 일측에 설치되는 하부 케이스(120)를 갖는다.
상기한 하부 케이스(120)는 그 내부에 하측 챔버(121)가 구성된다.
또한, 상기 하부 케이스(120)의 일측에는 상기 하측 챔버(121) 내부의 공기를 흡인하여 진공을 만들기 위한 하부 포트(122)가 구성되어 있다.
또한, 상기 하측 챔버(121)의 상측에는 하부 히팅패널(123)이 위치되고, 상기 하부 히팅패널(123)의 하부에는 열원인 하부 판형히터(124)가 대접(待接)상태로 위치되며, 상기 하부 히팅패널(123)의 상측에는 회전시트(125)가 위치되고, 상기 회전시트(125)의 상측에는 태양전지모듈(10)이 위치된다. 미 설명부호 (126)는 하부 판형히터(124)를 받침하여 주는 받침판이다.
상기한 하부 히팅패널(123)과 하부 판형히터(124)는 서로 대접상태임에 따라, 하부 판형히터(124)로 부터 발열되는 열량을 손실없이 하부 히팅패널(123)로 전도할 수 있다.
이러한, 하부 히팅패널(123)과 하부 판형히터(124)는 태양전지모듈(10)의 하부를 가열하게 된다.
다른 실시예로서 도 6에서와 같이, 상기 하부 히팅패널(123)에 안착홈(123a)을 형성하고, 이 안착홈(123a)에 상기한 하부 판형히터(124)를 내설하게 되면 보다 안정적으로 하부 판형히터(124)를 설치할 수 있게 된다.
아울러, 상기 하부 히팅패널(123)과 하부 판형히터(124)의 접촉면을 상호 형합가능한 요철구조로 하여 요철 결합하게 되면 열전도 면적을 확대할 수 있어서 열전도효율을 배가시킬 수 있다.
그리고, 상기 하부 판형히터(124)는 한 조각으로 되거나, 또는 여러 조각으로 나누어 제작할 수 있으나, 제작의 편의성을 고려하여 도 5에서와 같이 여러 조각으로 균등분할 제작하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 하부 판형히터(124)의 모양은 각형이나 원형, 타원형 등 다양한 형태로 제작될 수 있다.
또한, 도 4 및 도 5에서와 같이 상기 각 하부 히팅패널(123)에는 온도센서(128)를 각각 설치하고, 상기 각 온도센서(128)의 검출결과에 따라 상기 하부 판형히터(124)의 온도를 개별적으로 제어하는 온도제어부(130)를 설치하는 것이 바람직하다.
상기 각 온도센서(128)에서 검출된 결과는 상기한 온도제어부(130)에 피드백되고, 이 피드백 된 온도데이터를 토대로 하여 설정온도보다 높은 부위는 낮춰주고, 설정온도보다 낮은 부위는 올려주는 실시간 제어를 통해 전체적으로 균일한 온도를 갖게 된다.
한편, 상기 하부 히팅패널(123)는 알루미늄재로 되고, 그 두께는 15 ~ 25mm 로 된다. 하부 히팅패널(123)의 두께가 상기한 설정범위 보다 얇으면 강도 약화의 문제점과 함께 열전도 시간이 너무 빠르게 되고, 상기 두께가 상기한 설정범위 보다 두꺼우면 열전도 시간이 느리고 재료비가 많이 드는 문제점이 있으므로 상기 범위두께 내에서 설계되는 것이 바람직하다.
본 발명의 라미네이팅 장치는 상기 하부 케이스(120)의 직상방에 승강 실린더(141)에 의해 승강 가능하게 설치되는 상부 케이스(140)를 갖는다.
상기한 상부 케이스(140)의 내측 하부에는 다이아프램(142)이 구성되어 있고, 상기 다이아프램(142)의 위쪽으로는 상기한 하측 챔버(121)와 부합되는 상측 챔버(143)가 구성된다. 상기 다이아프램(142)은 도 3에서와 같이 상측 챔버(143)로 주입되는 공기압에 의해 팽창되면서 상기 태양전지모듈(10)을 가압하는데 사용된다.
또한, 상기 상부 케이스(140)의 일측에는 상기 상측 챔버(143)로 에어를 주입하거나 에어를 흡인하기 위한 상부 포트(144)를 갖는다.
또한, 상기 상부 챔버(143)의 내부에는 상부 히팅패널(145)과, 상기 상부 히팅패널(145)의 상측에 상부 히팅패널(145)과 대접되는 상부 판형히터(146)가 더 설치될 수 있다.
상기한 상부 히팅패널(145)과 상부 판형히터(146)는 서로 대접상태임에 따라, 상부 판형히터(146)로 부터 발열되는 열량을 손실없이 상부 히팅패널(145)로 전도할 수 있다.
이러한, 상부 히팅패널(145)과 상부 판형히터(146)는 다이아프램(142)을 통해 태양전지모듈(10)의 상부를 가열하게 된다. 여기서, 상기한 상부 히팅패널(145)과 상부 판형히터(146)의 조합구성을 IR히터(Infrared Ray Heater:미도시)로 대체할 수 있다. IR히터는 상부 챔버(143)의 내부로 공기가 투입될 때 공기를 직접 가열하여 다이아프램(142)에 전도되도록 한다.
다른 실시예로서 도 6에서와 같이, 상기 상부 히팅패널(145)에 안착홈(145a)을 형성하고, 이 안착홈(145a)에 상기한 상부 판형히터(146)를 내설하게 되면 보다 안정적으로 상부 판형히터(146)를 설치할 수 있게 된다.
아울러, 상기 상부 히팅패널(145)과 상부 판형히터(146)의 접촉면을 상호 형합가능한 요철구조로 하여 요철 결합하게 되면 열전도 면적을 확대할 수 있어서 열전도효율을 배가시킬 수 있다.
그리고, 상기 상부 판형히터(146)는 한 조각으로 되거나, 또는 여러 조각으로 나누어 제작할 수 있으나, 제작의 편의성을 고려하여 여러 조각으로 균등분할 제작하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 상부 판형히터(146)의 모양은 각형이나 원형, 타원형 등 다양한 형태로 제작될 수 있다.
또한, 도 4 및 도 5에서와 같이 상기 상부 히팅패널(145)에는 임의로 구획된 구획영역에 온도센서(148)각 각각 설치된다. 상기 각 온도센서(148)에서 검출된 결과는 상기한 온도 제어부(130)에 피드백되고, 이 피드백 된 온도데이터를 토대로 하여 설정온도보다 높은 부위는 낮춰주고, 설정온도보다 낮은 부위는 올려주어 전체적으로 균일한 온도로 제어할 수 있게 된다.
한편, 상기 상부 히팅패널(145)는 알루미늄재로 되고, 그 두께는 15 ~ 25mm로 된다. 상기 상부 히팅패널(145)을 상기한 두께범위로 제한하는 이유는 앞선 하부 히팅패널(123)에서 설명된 바 있으므로 생략한다.
본 발명의 라미네이팅 장치는 상기 하부 케이스(120) 상으로 회전시트(125)를 이송하여 주는 회전시트 이송유닛(150)을 갖는다.
상기 회전시트 이송유닛(150)은 상기 하부 케이스(120)의 좌우측에 각각 설치되어 회전시트(125)를 회전구동시켜주는 구동롤(151)과, 상기 각 구동롤(151)의 상측에 설치되어 상기 회전시트(125)를 안내하는 안내롤(152)로 구성된다.
상기 구동롤(151) 및 안내롤(152)에 의해 회전구동되는 회전시트(125)는, 다이아프램(142)에 의해 가압될 때 태양전지모듈(10)로 부터 빠져나온 충전재가 부착되는 것을 방지하기 위하여, 충전재가 용이하게 부착되지 않고, 또한 부착된 충전재를 용이하게 박리시킬 수 있도록 그 자체를 박리성이 우수한 재료로 만드는 것이 바람직하며, 다른 실시예로서 박리성이 우수한 재료를 별도로 코팅처리하는 것도 가능하다.
본 발명에 따른 라미네이팅 장치는 상기 상,하부 케이스(140,120)의 다른 일측에 설치되어 라미네이팅 작업이 완료된 태양전지모듈(10)을 회수하는 회수 컨베이어(160)를 갖는다.
여기서, 상기 회수 컨베이어(160)에는 시트(161) 상에 잔류하는 이물질을 제거하기 위하여 도 1에서와 같이 크리닝 브러시(162)가 설치되는 것이 바람직하다. 상기 크리닝 브러시(162)는 사용중인 상부시트(161a)에 설치하는 것 보다는 비 사용중인 하부시트(161b) 측에 설치되는 것이 보다 바람직하다.
참고로, 상기한 태양전지모듈(10)은 도 7에서와 같이, 하측에 배치된 투명한 커버유리(11)와 상측에 배치된 보호재(12) 사이에, 충전재(13)를 사이에 두고 스트링(14)을 중첩시킨 샌드위치형으로 구성된다. 보호재(12)는 예를 들면 PE(폴리에틸렌)수지 등 투명한 재료가 사용된다. 충전재(13)는 예를 들면 EVA(에틸렌비닐아세테이트) 수지 등이 사용된다. 스트링(14)은 전극(15) 사이에서 태양전지 셀(16)을 리드선(17)을 통해서 접속시킬 수 있도록 구성된다.
위에서 설명된 본 발명의 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대한 통상의 지식을 가지는 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 라미네이팅 장치의 구성도
도 2는 본 발명에 따른 라미네이팅 장치의 요부 발췌도로서, 작동전 상태도
도 3은 본 발명에 따른 라미네이팅 장치의 요부 발췌도로서 작동후 상태도
도 4는 본 발명에 따른 라미네이팅 장치의 온도센서와 온도제어부의 연결상태도
도 5는 본 발명에 따른 라미네이팅 장치의 하부 판형히터와 상부 판형히터의 평면도
도 6은 본 발명에 따른 라미네이팅 장치의 각 히팅패널과 각 판형히터의 결합관계를 보인 다른 실시예
도 7은 본 발명에 따른 라미네이팅 장치에 적용되는 태양전지모듈의 일 예시도
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10 : 태양전지모듈 100 : 라미네이팅 장치
110 : 공급 컨베이어 120 : 하부 케이스
123 : 하부 히팅패널 124 : 하부 판형히터
128 : 온도센서 130 : 온도제어부
140 : 상부 케이스 145 : 상부 히팅패널
146 : 상부 판형히터 148 : 온도센서
150 : 회전시트 이송유닛 160 : 회수 컨베이어
Claims (10)
- 승강 가능한 상부 케이스와, 상기 상부 케이스의 직하방에 위치하는 하부 케이스와, 상기 하부 케이스의 주변을 회전하는 회전시트와, 상기 회전시트로 태양전지모듈을 공급하는 공급 컨베이어와, 상기 회전시트에서 라미네이팅이 완료된 태양전지모듈을 회수하는 회수 컨베이어로 이루어진 라미네이트 장치로서,상기 하부 케이스에 설치되는 하부 히팅패널과, 상기 하부 히팅패널의 하부에 하부 판형히터가 균등분할된 상태로 상기 하부 히팅패널과 대접되게 설치된 것을 포함하는 라미네이트 장치.
- 제1항에 있어서,상기 상부 케이스에 설치되는 IR히터를 포함하는 라미네이트 장치.
- 제1항에 있어서,상기 상부 케이스에 설치되는 상부 히팅패널과, 상기 상부 히팅패널의 상부에 상부 판형히터가 균등분할된 상태로 상기 상부 히팅패널과 대접되게 설치된 것을 포함하는 라미네이트 장치.
- 제3항에 있어서,상기 하부 히팅패널 및 상부 히팅패널에 온도센서를 각각 설치하고, 상기 각 온도센서에서의 검출 결과에 기초하여 상기 하부 판형히터 및 상부 판형히터의 온도를 개별적으로 제어하는 온도 제어부를 포함하는 라미네이트 장치.
- 제4항에 있어서,상기 하부 히팅패널에 안착홈을 형성하고, 이 안착홈 내에 상기 하부 판형히터가 장착된 것을 포함하는 라미네이트 장치.
- 제4항 또는 제5항에 있어서,상기 상부 히팅패널에 안착홈을 형성하고, 이 안착홈 내에 상기 상부 판형히터가 장착된 것을 포함하는 라미네이트 장치.
- 제6항에 있어서,상기 하부 히팅패널과 하부 판형히터의 접촉면은 상호 요철 결합된 라미네이트 장치.
- 제6항에 있어서,상기 상부 히팅패널과 상부 판형히터의 접촉면은 상호 요철 결합된 라미네이트 장치.
- 제3항에 있어서,상기 하부 히팅패널과 상부 히팅패널은 15 ~ 25mm 두께의 알루미늄재인 라미네이트 장치.
- 제1항에 있어서,상기 회수 컨베이어의 시트 상에 잔류하는 이물질을 제거하는 크리닝 브러시를 포함하는 라미네이트 장치.
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