KR20130095915A - 태양전지 폐 모듈 프레임 해체 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 태양전지 폐 모듈 프레임 해체 장치에 관한 것으로서, 본 발명의 목적은 다양한 크기를 갖는 폐 태양전지 모듈의 사이즈에 상관없이 프레임만을 안정적으로 분리할 수 있는 태양전지 폐 모듈 프레임 해체 장치를 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 태양전지 폐 모듈 프레임 해체 장치는 태양전지 폐 모듈이 고정되게 재치되는 기틀; 및 상기 기틀에 재치된 상기 태양전지 폐 모듈로의 접근 동작, 상기 프레임의 일 축에 대한 걸림 동작, 및 복귀 동작 가능하게 구성된 지그부를 포함하고, 상기 지그부는 상기 걸림 동작 후 상기 복귀 동작시 상기 일 축에 가해지는 외력에 의해 상기 프레임의 일 축을 상기 태양전지 폐 모듈로부터 강제 분리시키도록 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

태양전지 폐 모듈 프레임 해체 장치{APPARATUS FOR DISASSEMBLING SOLAR MODULE FRAME}

본 발명은 태양전지 폐 모듈 프레임 해체장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 자동화 공정으로 다양한 크기의 태양전지 폐 모듈의 프레임을 해체할 수 있고, 또한 프레임 해체 과정에서 태양전지 폐 모듈의 유리기판은 손상시키지 않고 프레임만을 안전하게 분리해낼 수 있는 태양전지 폐 모듈 프레임 해체 장치에 관한 것이다.

태양전지 모듈의 프레임은 모듈의 적층구조를 안정화시키기 위하여 모듈의 마감처리 역할을 하는 부재에 해당한다. 프레임은 수분 침투 방지 및 지지대 역할을 하며, 주로 알루미늄 재질을 사용하기도 한다. 또한, 프레임의 부식 방지를 위하여 아노다이징(Anodizing) 처리되어 내구성이 강하고 매우 견고한 구조를 갖게 되는데, 태양전지 모듈의 프레임은 설치 장소 및 방법, 모듈의 크기 및 무게에 따라 프레임 설계가 달라짐으로서 다양한 형태를 갖게 된다.

태양전지 모듈에서 특히 고려되어야 할 사항은 외부 응력으로부터의 변형률을 최소화하는데 있으며, 더욱 정확하게는 유리의 취성 파괴를 방지하고자 프레임을 설치한다고 할 수 있다. 즉, 모듈이 대형화되어 기계강도 하중을 초과하게 되면 모듈의 처지는 현상이 증가하여 원래 상태로의 회복이 어려워지게 되며, 여기에서 균일 분포 하중으로 발생이될 때는 모듈의 중심에서 최대 처짐이 발생되고 그에 따라 유리와 셀의 취성 파괴가 발생될 것이다. 이러한 현상을 최소화하기 위하여 태양전지 모듈 프레임이 사용되고 있으며, 가장 대표적으로는 4면을 알루미늄 재질의 프레임으로 견고하게 유지시켜 주는 형태의 프레임 구조가 일반화되어 있다.

도 6은 일반적인 태양전지 모듈 구성의 분해도 및 프레임의 부분 확대도이다. 도 6을 참조하면, 유기기판을 태양전지 모듈(1)의 일반적인 구조에 있어서, 프레임(3) 양 끝단을 45도 각도로 모떼기를 하여, 그 양측면을 단면으로 하여 단면에 일정한 크기의 공간을 형성하게 되는데, 그 부분에 앵글형의 코너키(5)를 삽입하게 되어 액자와 같은 사각형의 형태를 이루는 것이다. 즉 코너키(5)는 프레임의 양끝단에서 일정한 간격을 유지하며, 삽입되어야 다른 프레임과 결합할때 정확히 맞은 상태로 결합이 이루어지는 것이다. 또한 모듈이 들어가는 부분에는 일정한 양의 고분자 물질을 도포하여 경화시킴으로서, 견고함을 유지하기가 용이하도록 프레임(3)을 조립하고 있다. 그러나, 프레임(3) 조립 과정에서 불량이 발생할 경우, 고분자 물질은 경화되지 않거나 초기 경화되어가는 단계의 상태이므로 쉽게 해체가 가능하지만, 코너키(5)가 들어가 있는 부분을 해체하기는 어렵다. 특히, 도 6에서 보여지는 것처럼 코너키(5)의 물리적인 구조가 모듈 끝단에 삽입은 쉬우나 반대로 빠져 나오기는 어려운 형태의 모양을 취하고 있어서 기계적인 힘을 이용하지 않고서는 분리가 힘들다. 그리고, 태양전지 모듈이 현장에서 시공되어 일정한 수명을 다한 폐 태양전지 모듈의 경우는 모듈이 위치한 고분자 물질의 경화까지 진행이 되어 있는 상태이기 때문에, 프레임(3)을 해체시키기는 매우 어려운 문제가 발생한다. 또한, 폐 태양전지 모듈의 경우는 모듈 제조 회사의 규격이 매우 다양하기 때문에 회수되는 모듈의 크기도 각기 다르다.

따라서, 폐 태양전지 모듈의 프레임을 해체하기 위해서는 다양한 크기를 갖는 폐 태양전지 모듈의 사이즈에 상관없이 프레임만을 안정적으로 분리할 수 있는 프레임 해체 장치가 필요하다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 유리기판은 손상시키지 않고 프레임만을 효율적으로 분리할 수 있고 더 나아가 다양한 크기의 태양전지 폐 모듈에 탄력적으로 대응하여 프레임 분리 작업을 자동화 공정으로 구현할 수 있는 태양전지 폐 모듈 프레임 해체 장치를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 태양전지 폐 모듈 프레임 해체 장치는, 태양전지 폐 모듈이 고정되게 재치되는 기틀; 및 상기 기틀에 재치된 상기 태양전지 폐 모듈로의 접근 동작, 상기 프레임의 일 축에 대한 걸림 동작, 및 복귀 동작 가능하게 구성된 지그부를 포함하고, 상기 지그부는 상기 걸림 동작 후 상기 복귀 동작시 상기 일 축에 가해지는 외력에 의해 상기 프레임의 일 축을 상기 태양전지 폐 모듈로부터 강제 분리시키도록 구성된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 태양전지 폐 모듈 프레임 해체 장치에 의하면, 태양전지 폐 모듈의 크기에 상관없이 프레임의 길이별로 코너키가 삽입되어 있는 부분과 고분자 물질의 경화로 접착되어 있는 부분을 기계적인 힘으로 당길수 있는 지그부를 구비함으로써 폐 태양전지 모듈의 프레임을 자동화 공정으로 안전하게 해체할 수 있고, 또한 프레임 해체 공정시 태양전지 모듈의 유리 부분을 진공을 이용하여 고정시킴으로써 프레임을 해체시킬때 발생할 수 있는 유리의 파손을 최소화하여 재활용 효율을 극대화할 수 있는 탁월한 효과가 있다.

또한, 가변 가능하게 구성된 각 구성부를 통해, 다양한 크기를 갖는 태양전지 폐 모듈의 사이즈에 상관없이 태양전지 폐 모듈 프레임을 원활하게 해체하여 수거할 수 있는 강점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 태양전지 폐 모듈 프레임 해체 장치의 블록 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 태양전지 폐 모듈 프레임 해체 장치의 주요 구성을 개략적으로 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지 폐 모듈 프레임 해체 장치를 도시한 상측면도.
도 4는 도 3의 측면도.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 해체지그의 분해 사시도.
도 6은 일반적인 태양전지 모듈 구성의 분해도 및 프레임의 부분 확대도.

본 발명은 태양전지 폐 모듈의 재활용을 위해 이를 해체함에 있어서, 유리기판은 손상시키지 않고 프레임만을 효율적으로 분리할 수 있고 더 나아가 다양한 크기의 태양전지 폐 모듈에 탄력적으로 대응하여 프레임 분리 작업을 자동화 공정으로 구현할 수 있는 기술 특징을 개시한다.

참고로, 본 발명에서 사용하는 용어 '태양전지 폐 모듈'이란, 태양전지 모듈의 제작중 불량 등이 발생한 태양전지 모듈을 비롯하여 수명이 다한 폐 태양전지 모듈을 모두 포함하고, 이러한 태양전지 폐 모듈은 적어도 프레임과 유리기판을 포함하고 있는 것을 지칭한다.

이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예, 장점 및 특징에 대하여 상세히 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명에 따른 태양전지 폐 모듈 프레임 해체 장치의 블록 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 태양전지 폐 모듈 프레임 해체 장치의 주요 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 태양전지 폐 모듈 프레임 해체 장치는 기틀(10), 지그부(20), 전장부(30), 클램프부(40), 진공흡착부(50) 및 제어반(60)을 포함하도록 구성된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 기틀(10)은 태양전지 폐 모듈 프레임 해체 장치의 뼈대와 외관을 형성하는 프레임으로서, 해체하고자 하는 태양전지 폐 모듈을 상부 상에 재치시키고 또한 지그부(20), 진공흡착부(50)와 같은 타 구성부를 지지해 주는 역할을 한다.

본 발명의 지그부(20)는 기틀(10)에 놓인 태양전지 폐 모듈(1)로부터 프레임(3)의 직접 해체를 수행하는 구성부로서, 기틀(10)에 재치된 상기 태양전지 폐 모듈로의 접근 동작, 상기 프레임의 일 축에 대한 걸림 동작, 및 복귀 동작 가능하게 구성된 것을 특징으로 한다.

구체적으로, 지그부(20)는 태양전지 폐 모듈(1)에 근접하게 이동하여 프레임(3)의 일 축에 후술할 해체지그(21)가 걸리게 되는 동작을 완료한 후 다시 원위치로 복귀하는 동작을 행하게 되는데, 이 때 태양전지 폐 모듈이 기틀(10) 상에 견고하게 고정되어 있는 상태에서 지그부(20)의 복귀 동작은 해체지그(21)를 통해 프레임의 일 축에 가해지는 외력(즉, 당김력)으로 작용하게 되어 프레임의 일 축을 태양전지 폐 모듈로부터 강제 분리시킬 수 있게 된다.

지그부(20)는 기본적으로 해체지그(21)와 지그몸체(23)를 포함하도록 구성되고, 지그부(20)는 전장부(30)를 통해 위치 이동 가능하도록 구성된다.

지그플레이트(31)를 포함하도록 구성되는데, 지그몸체(23)는 해체지그(21)를 지지하고, 지그플레이트(31)는 지금몸체(23)를 지지하게 된다.

해체지그(21)는 그 전단부(22)가 프레임의 일 축에 대해 걸림 동작할 수 있는 형상으로 이루어지는데 바람직하게는 후크 형상 내지 '￢' 자 형상으로 형성된다. 또한, 해체지그(21)는 지그몸체(23)의 전방으로 돌출된 구조로 장착되되 상/하 방향으로 회전 동작 가능하게 구성된다.

해체지그(21)는 에어실린더, 유압실린더 또는 액츄에이터와 같은 구동장치(24)와 연동되게 형성하여, 이러한 구동장치의 작동을 통해 해체지그(21)의 상/하 방향 회전이 발생되고 그 동작이 제어되게 구성하는 것이 바람직하다.

지그몸체(23)는 다양한 크기의 태양전지 폐 모듈의 가변 사이즈 대응하여 해체지그(21)가 기틀(10)에 놓인 해당 폐 모듈의 프레임 위치에 맞게 도달하여 상술한 걸림 동작을 실시할 수 있도록 일정 구간 내에서 위치이동 가능하게 구성된다.

한편, 지그부(20)는 프레임의 한 쌍의 세로축을 태양전지 폐 모듈로부터 강제 분리시키기 위한 한 쌍의 제1 지그부(20a)와, 프레임의 한 쌍의 가로축을 상기 태양전지 폐 모듈로부터 강제 분리시키는 한 쌍의 제2 지그부(20b)로 구성된다.

따라서, 제1 지그부(20a) 한 쌍은 기틀(10) 상부에 상호 대향하는 구조로 배치되고, 제2 지그부(20b) 한 쌍은 기틀(10) 상부에 상호 대향하는 구조로 배치되고, 제1 지그부(20a)와 제2 지그부(20b)는 상호 직교 방향으로 배치된다.

본 발명의 전장부(30)는 지그부(20)의 전/후 방향 이동을 가능케하는 구성부로서 바람직하게는 볼 베어링(33)과 지그플레이트(31)를 포함하도록 구성된다.

지그플레이트(31)는 지그몸체(23)의 위치 이동을 가능케 하는 구성부로서 바람직하게는 볼베어링(33)을 갖는 판체로 구성할 수 있다. 상기 경우, 지그몸체(23)가 볼베어링(33)을 이동 수단으로 하여 지그플레이트(31) 상에서 슬라이딩 방식으로 전진 및 후진 가능하게 구성할 수 있다. 또는 지그플레이트(31) 자체가 볼베어링(33)을 이동 수단으로 하여 슬라이딩 방식으로 전진 및 후진 가능하게 구성하고, 이에 따라 지그플레이트(31)의 상부에 지지되어 있는 지그몸체(23)도 함께 전진 및 후진되도록 구성할 수도 있음은 물론이다.

볼 베어링(33)과 지그플레이트(31)에 의해 지그부(20)가 전진하면 기틀(10)에 재치된 상기 태양전지 폐 모듈로의 접근하게 되고, 이어서 해체지그(21)가 상기 태양전지 폐 모듈의 프레임의 일 축에 대해 걸림 동작을 완료한 후, 지그부(20)가 후진하며 복귀 동작을 실시하면 기틀(10)에 고정되어 있는 폐 모듈의 프레임 일 축을 당기며 강제 분리시키게 된다.

한편, 지그부(20)의 전진 및 후진 동작을 위한 구동력은 지그부(20)와 연동되게 설치된 구동기기(32; 예컨데, 기어모터, 전기모터, 유압모터)를 통해 달성 가능하다. 예컨데, 지그몸체(23)가 지그플레이트(31) 상에서 전/후진 이동 가능하게 구성할 경우 상기 구동장치는 타이밍벨트, 체인벨트 등을 통해 지그몸체(23)와 연동되게 구성되고, 지그몸체(23)와 지그플레이트(31)가 일체로 이동되도록 구성할 경우 상기 구동기기는 기어벨트, 체인벨트 등을 통해 지그플레이트(31)와 연동되게 구성될 수 있다.

본 발명의 클램프부(40)는 지그부(20)가 프레임의 일 축에 대해 강제 분리 동작을 실시할 때 다른 축을 클램핑(clamping)하여 유동을 방지함으로써, 상기 일 축이 나머지 다른 축으로부터 원활히 분리될 수 있도록 하는 기능을 한다.

클램프부(40)는 프레임의 가로 축(상기 가로 축은 바람직하게는 프레임의 장축에 해당함)에 대해 전진 및 후진 이동 가능하고, 지그부(20)가 프레임의 세로 축(상기 세로 축은 바람직하게는 프레임의 단축에 해당함)을 강제 분리시 전진 이동하여 프레임의 가로 축을 잡아 고정시키는 클램프 핀(41)을 포함하도록 구성된다.

한편, 클램부의 클램프 핀(41)은 타이밍벨트, 체인벨트 등을 통해 구동모터(바람직하게는, 기어모터)와 연동되게 구성되어, 상기 구동모터의 정회전에 의한 전진 동작을 통해 프레임의 세로축을 잡아 고정시키고, 상기 구동모터의 역회전에 의한 복귀 동작을 통해 클램핑을 해제하게 된다.

본 발명의 진공흡착부(50)는 기틀(10)에 재치된 태양전지 폐 모듈을 견고하게 고정시키기 위한 구성부로서 기틀(10) 상부에 배치된다. 구체적으로 진공흡착부(50)는 태양전지 폐 모듈의 유리기판을 진공에 의해 흡착하는 진공패드(51)와, 진공패드(51)를 지지 고정시키고 진공을 위한 유로(예컨데, 에어튜브)를 제공하는 진공패드 홀더(52)를 포함하도록 구성된다.

상기와 같이 진공흡착부(50)가 진공에 의해 유리기판을 흡착 고정시킨 상태에서 지그부(20)에 의한 프레임 해체 작업을 실시하게 되므로, 폐 모듈이 기틀(10)로부터 유동하지 않아 프레임만을 안전하게 강제 분리시킬 수 있게 된다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지 폐 모듈 프레임 해체 장치를 도시한 상측면도이고, 도 4는 도 3의 측면도이다.

도 3 및 도 4에 도시된 태양전지 폐 모듈 프레임 해체 장치는 도 2에서 설명 및 도시한 태양전지 폐 모듈 프레임 해체 장치를 더욱 구체화시킨 바람직한 일 실시예로서, 도 2와 마찬가지로 기틀(10), 지그부(20), 전장부(30), 클램프부(40) 및 진공흡착부(50)를 포함하는 구성을 갖는다.

도 3 및 도 4 실시예의 기틀(10)은 알루미늄 재질로 형성하고, 다수 개의 기둥 위에 직사각형 형상의 프레임이 지지된 구조로 형성하였다. 또한, 상기 기둥의 하단부에는 상하 방향으로 위치 조절이 가능한 조절자(11)를 구비함으로써 기틀(10) 전체의 높이 및 수평 조절이 가능하도록 구성하였다.

한편, 기틀(10)의 일면에는 태양전지 폐 모듈 프레임 해체 장치를 가동 및 조작하기 위한 제어반(60)이 장착될 수 있다.

기틀(10)의 상부에는 태양전지 폐 모듈을 견고하게 고정시키기 위한 진공흡착부(50)가 구비된다. 도 3 및 도 4 실시예의 진공흡착부(50)는 태양전지 폐 모듈의 유리기판을 진공에 의해 흡착하는 진공패드(51)와, 진공패드(51)를 지지 고정시키고 진공을 위한 유로(예컨데, 에어튜브)를 제공하는 진공패드 홀더(52)를 포함하고, 진공패드 홀더(52)를 지지하는 이송플레이트(53)를 더 포함하도록 구성된다.

이송플레이트(53)는 기틀(10)에 형성된 홈을 따라 이동 가능하게 형성된 것을 특징으로 한다. 따라서, 이송플레이트(53)는 태양전지 폐 모듈의 종류에 따라 가변되는 모듈 사이즈에 대응하여 해당 태양전지 폐 모듈에 가장 적합한 위치에 진공패드(51)와 진공패드 홀더(52)가 위치하여 이를 견고하게 진공 흡착 및 고정시킬 수 있도록 한다.

한편, 진공패드(51)는 모듈 사이즈에 따라 적게는 2 개 많게는 14 개까지 사용이 가능하도록 구성되는데, 사용되는 진공패드 개수가 적어질 경우, 진공도가 높은 진공패드를 우선적으로 사용할 수 있는 배치 구조로 형성하는 것이 바람직하다.

도 3 및 도 4 실시예의 지그부(20)는 프레임(3)의 한 쌍의 세로축을 태양전지 폐 모듈로부터 강제 분리시키기 위한 한 쌍의 제1 지그부(20a)와, 프레임의 한 쌍의 가로축을 상기 태양전지 폐 모듈로부터 강제 분리시키는 한 쌍의 제2 지그부(20b)로 구성되고, 하나의 제1 지그부(20a)(또는 제2 지그부(20b))는 상호 평행하게 이격 배치된 두 개의 해체지그(21)를 갖도록 구성하였다.

해체지그(21)는 후크 형상 내지 '￢' 자 형상으로 형성하되, 도 5와 같이 해체지그(21)의 전단부(22)에는 프레임의 일 축이 끼워지며 걸림 동작될 수 있도록 프레임의 일 축에 대응하는 방향으로 요홈(25)이 형성되어 있다.

또한, 해체지그(21)의 요홈(25)이 형성된 전단부(22)는 탈부착 가능한 구조로 형성하여 프레임 두께가 변경된 여러 가지 모듈 타입에도 손쉽게 대응할 수 있도록 구성하였다.

한편, 해체지그(21)의 장축 길이는 프레임 해체 공정을 처음 시작시 태양전지 폐 모듈(1)이 재치될 위치를 설정할 수 있는 기준점 역할을 할 수 있음은 물론이다.

제1 지그부(20a) 한 쌍은 기틀(10) 상부에 상호 대향하는 구조로 배치되고, 제2 지그부(20b) 한 쌍은 기틀(10) 상부에 상호 대향하는 구조로 배치되고, 제1 지그부(20a)와 제2 지그부(20b)는 상호 직교 방향으로 배치된다.

프레임의 세로축(단축)을 해체하기 위한 지그부(즉, 제1 지그부(20a))는 볼 베어링(33)을 갖는 플레이트를 통해 전진 및 후진 이동 가능하게 구성하여, 해체하고자 하는 태양전지 폐 모듈의 사이즈가 변경되었을 때 탄력적 대응이 가능하도록 구성하였다.

바람직하게는 제1 지그부(20a)는 상호 평행하게 이격 배치된 두 개의 해체지그(21) 및 지그몸체(23)로 구성되는데, 여기서 하나의 제1 지그부(20a)를 구성하는 한 쌍의 해체지그(21)는 그 하측에 형성된 레일(35)의 안내를 받으며 좌/우 방향 이동에 의해 상호 간의 이격 거리를 조정할 수 있도록 함으로써, 프레임 해체시 유용한 힘을 전달할 수 있는 부분으로 위치 수정이 용이하도록 하였다.

프레임의 가로축(장축)을 해체하기 위한 지그부(즉, 제2 지그부(20b))는 제1 지그부(20a)와 마찬가지로 볼 베어링(33)을 갖는 플레이트를 통해 전진 및 후진 이동 가능하게 구성되되, 가변플레이트(34)를 더 포함하도록 구성된 것을 특징으로 한다.

바람직하게는 제2 지그부(20b)는 상호 평행하게 이격 배치된 두 개의 해체지그(21) 및 지그몸체(23)로 구성되는데, 여기서 하나의 제2 지그부(20b)를 구성하는 한 쌍의 해체지그(21)는 그 하측에 형성된 레일(35)의 안내를 통한 좌/우 방향 이동에 의해 상호 간의 이격 거리를 조정할 수 있도록 함으로써, 프레임 해체시 유용한 힘을 전달할 수 있는 부분으로 위치 수정이 용이하도록 하였다.

여기서, 제2 지그부(20b)의 경우 해체 대상으로 매우 작은 사이즈의 태양전지 폐 모듈이 투입될 경우, 제2 지그부(20b)가 해당 폐 모듈의 장축 프레임으로 접근시 제2 지그부(20b)의 좌/우 이동을 위한 레일(35)이 제1 지그부(20a)의 해체지그(21)에 걸리는 경우가 발생할 수 있다. 상기와 같은 문제점을 제거하기 위하여 장축 프레임을 해체하기 위한 제2 지그부(20b)는 탈부착 가능하게 형성된 가변플레이트(34) 위에 위치하게 구성하였다.

따라서, 본 발명의 태양전지 폐 모듈 프레임 해체 장치에 투입된 태양전지 모듈이 작은 사이즈인 경우, 가변플레이트(34)를 이에 적합하게 분리 제거함으로써 변경된 프레임 길이에 대응할 수 있도록 하였다.

한편, 가변플레이트(34)를 단계적 분리 결합 가능하게 구성할 경우 다양한 모듈 사이즈에 더욱 효과적으로 대응할 수 있는 바, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 가변플레이트(34)는 다단으로 분리 결합 가능하도록 형성함으로써 투입된 모듈 사이즈에 맞는 치수에 가장 적합하게 가변플레이트(34)를 조절할 수 있도록 하였다.

다단 구조의 가변플레이트(34)는 단위 가변플레이트(34)가 다수 개가 조립 결합되어 하나의 다단 구조의 가변플레이트(34)를 형성하게 되고, 상기 단위 가변플레이트(34)는 바람직하게는 최대 3개에서 최소 1개 범위로 사용하는 것이 좋다.

도 3 및 도 4 실시예의 클램프부(40)는 제2 지그부(20b)의 한 쌍의 해체지그(21) 사이에 위치하는데, 이는 프레임 해체 작업이 코너키의 구조적인 특징으로 인하여 프레임의 단축 해체가 먼저 수행되게 되는데, 이때 장축의 프레임이 단축과 함께 이동이 되지 않도록 하기 위함이다.

또한, 클램프부(40)는 볼 베어링을 따라 이동할 수 있는 플레이트 상에 제2 지그부(20b)와 함께 배치되고, 그 하측에는 제2 지그부(20b)의 전진 및 후진 이동을 발생시키기 위한 기어모터(32)가 배치된다.

이하에서는, 전술한 태양전지 폐 모듈 프레임 해체 장치를 통해, 태양전지 폐 모듈로부터 프레임을 분리시키는 공정을 설명하도록 한다.

본 발명의 해체 장치에 의한 프레임 해체 공정은 수동 운전 조작과 자동 운전 조작으로 나눌 수 있는데, 자동 운전 조작은 수동운전 조작으로 분리된 작업들을 하나의 순서로 일괄 자동 진행하는 차이만 존재한다. 따라서, 수동 운전 조작에 의한 프레임 해체 공정에 대해 설명하도록 한다.

제어판의 전원 스위치를 온(On)시키면, 해체 장치의 전체에 전원이 공급되게 되며, 이때 모드에서 메뉴얼 타입으로 버튼을 조작하여 수동 운전 모드가 되도록 한다.

그리고, 제어반(60)의 원점 버튼을 누를 경우 태양전지 모듈이 위치할 수 있는 기준점을 해체지그(21)의 길이를 통하여 안내해 주게 된다. 이렇게 안내된 위치로 프레임을 해체하고자 하는 태양전지 폐 모듈을 재치시키게 되는데, 본 발명에서는 태양전지 모듈의 유리기판이 아래를 향하도록 재치된다.

정위치에 안착된 태양전지 폐 모듈의 상태를 육안으로 확인한 후, 제1 지그부(20a)의 전진을 지시하는 버튼(이하,'단축이동 버튼'이라 함)을 누르게 되는데, 상기 경우 진공흡착부(50)도 함께 가동되어 폐 모듈의 유리면을 진공으로 흡입 압착함으로써 해당 폐 모듈이 유동없이 견고하게 고정된 상태로 재치될 수 있도록 한다.

단축이동 버튼을 누르면, 기어모터(32)가 구동하여 그 회전축에 연결된 벨트를 통하여 해체지그(21)를 일정한 위치까지 전진시키게 되며, 이때 위치는 기틀(10)에 재치된 태양전지 폐 모듈 프레임보다 안쪽이 바람직하다. 이 후, 해체지그(21)와 연동되게 장착된 에어실린더(24)가 구동하여 해체지그(21)를 하방향 회전시킴으로써 해체지그(21)는 일정한 각도로 내려오게 되는데, 이 때 해체지그(21)가 내려오는 위치는 태양전지 모듈 후면의 백시트와 인접하도록 한다.

제1 지그부(20a)의 전진 동작이 완료된 후, 원래의 위치로 돌아오는 복귀 동작을 기어모터(32)를 통하여 하게 되는데, 이때, 해체지그(21)의 전단부(22)의 요홈(25)을 통하여 해체를 원하는 프레임의 일 축(즉, 단축)이 걸리게 되어 기어모터(32)의 힘만큼 상기 프레임 단축이 당겨지게 됨으로써 폐 모듈로부터 프레임 단축이 강제 분리된다.

이 때 프레임의 장축에 위치한 클램프부(40)가 동시에 작동하게 되는데, 구체적으로, 클램프부(40)의 클램프 핀(41)이 전진 동작하여 프레임 장축을 압박하며 고정시킴으로써 프레임 단축이 프레임 장축으로부터 원활히 분리될 수 있도록 한다.

클램프 핀(41)의 끝부분은 핀 형상을 이루고 있기 때문에 이로 인해 발생할 수 있는 위험을 방지하기 위하여, 기어모터의 작동시에는 클램프부(40)의 클램프 핀(41) 부분은 전진하여 고정 역할을 수행하게 되고, 기어모터의 비작동시에는 클램프 핀(41) 부분은 다시 제자리로 복귀된다.

프레임 단축의 해체가 완료되면, 제2 지그부(20b)의 전진을 지시하는 버튼(이하,'장축이동 버튼'이라 함)을 누르게 되는데, 상기 경우 제2 지그부(20b)와 연동된 기어모터(32)가 구동되어 모터에 연결된 벨트를 통하여 해체지그(21)를 일정한 위치까지 전진시키게 된다.

아울러 클램프부(40)의 클램프 핀(41) 부분을 원상태로 되돌아가도록 하는 역할도 동시에 수행하게 된다. 그 이후의 작동은 프레임 단축 해체 과정과 동일하다.

본 발명에 따른 태양전지 폐 모듈 프레임 해체 장치는 태양전지의 배열이 6 x 10배열을 기준으로 하였으며, 그 규격 이외를 가변된 모듈 규격으로 본다. 따라서 본 발명의 해체 장치는 모듈의 유리 크기를 기준으로 단축은 최소 532mm에서 최대 656mm까지 장축은 최소 1066mm에서 최대 1470mm까지 가변할 수 있도록 하였다. 가변된 모듈의 프레임 해체를 위한 공정은 다음과 같다.

우선, 해체하고자 하는 태양전지 모듈의 사이즈에 맞게 사용할 진공패드를 결정하게 되는데, 모듈 전면을 진공으로 고정할 수 있도록 최적화된 숫자의 진공패드를 사용하는 것이 좋다. 만약 진공 패드가 14개 배열에서 8개 배열만 필요한 모듈 사이즈의 경우, 진공패드 홀더(52)를 이송플레이트(53)로부터 분리시켜 공정에서 배제시키고, 진공패드 홀더(52)를 이송플레이트(53)를 따라서 가변 모듈에 적합한 위치로 재조정되게 된다. 또한, 프레임의 단축을 해체하기 위한 제1 지그부(20a)를 변경된 모듈의 위치로 일정하게 당겨주게 되는데, 이는 볼 베어링(33)이 원활하게 회전할 수 있도록 제작된 플레이트를 통해 볼 베어링이 미끄러지듯이 움직이면서 달성된다.

한편, 프레임 장축을 해체하기 위한 제2 지그부(20b)의 경우도 일정 크기 이하로 모듈 사이즈가 가변 되었을 경우, 제1 지그부(20a)과 같은 볼 베어링에 의한 이동 이외에 또 하나의 과정이 필요하게 되는데, 전술한 가변플레이트(34)의 단계적 분리가 이에 해당한다. 즉, 바람직하게는 3단으로 분리가 되도록 제작된 가변플레이트(34)를 모듈 사이즈에 맞는 치수를 확인하여 분리 제거하도록 하는 선행 과정이 행해진다.

상기에서 본 발명의 바람직한 실시예가 특정 용어들을 사용하여 설명 및 도시되었지만 그러한 용어는 오로지 본 발명을 명확히 설명하기 위한 것일 뿐이며, 본 발명의 실시예 및 기술된 용어는 다음의 청구범위의 기술적 사상 및 범위로부터 이탈되지 않고서 여러가지 변경 및 변화가 가해질 수 있는 것은 자명한 일이다. 이와 같이 변형된 실시예들은 본 발명의 사상 및 범위로부터 개별적으로 이해되어져서는 안되며, 본 발명의 청구범위 안에 속한다고 해야 할 것이다.

10: 기틀 20: 지그부
20a: 제1 지그부 20b: 제2 지그부
21: 해체지그 22: 해체지그 전단부
23: 지그몸체 24: 에어실린더
25: 전단부 요홈 30: 전장부
31: 이송플레이트 32: 구동기기
33: 볼 베어링 34: 가변플레이트
35: 레일 40: 클램프부
41: 클램프 핀 50: 진공흡착부
51: 진공패드 52: 진공패드 홀더
53: 이송플레이트

Claims (9)

1. 태양전지 폐 모듈로부터 프레임을 분리시키기 위한 해체 장치로서,
   상기 태양전지 폐 모듈이 고정되게 재치되는 기틀; 및
   상기 기틀에 재치된 상기 태양전지 폐 모듈로의 접근 동작, 상기 프레임의 일 축에 대한 걸림 동작, 및 복귀 동작 가능하게 구성된 지그부를 포함하고,
   상기 지그부는 상기 걸림 동작 후 상기 복귀 동작시 상기 일 축에 가해지는 외력에 의해 상기 프레임의 일 축을 상기 태양전지 폐 모듈로부터 강제 분리시키도록 구성된 것을 특징으로 하는 태양전지 폐 모듈 프레임 해체 장치.
   
2. 제1 항에 있어서,
   상기 지그부는,
   후크 형상 내지 '￢' 자 형상으로 형성되어 상기 후크가 상기 프레임의 일 축에 대해 걸림 동작되고, 상/하 방향으로 회전 가능하게 형성된 해체지그를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 폐 모듈 프레임 해체 장치.
   
3. 제2 항에 있어서,
   상기 지그부는,
   상기 해체지그와 연동된 에어실린더를 더 포함하고, 상기 해체지그는 상기 에어실린더의 구동에 의해 상기 상/하 방향 회전이 제어되는 것을 특징으로 하는 태양전지 폐 모듈 프레임 해체 장치.
   
4. 제2 항에 있어서,
   상기 해체지그의 전단부에는 상기 프레임의 일 축이 끼워지며 상기 걸림 동작될 수 있도록 상기 프레임의 일 축에 대응하는 방향으로 요홈이 형성되어 있고,
   상기 요홈이 형성된 상기 해체지그의 전단부는 착탈 가능하게 형성된 것을 특징으로 하는 태양전지 폐 모듈 프레임 해체 장치.
   
5. 제2 항에 있어서,
   상기 해체지그를 지지하는 지그몸체; 및
   상기 지그몸체를 지지하고 볼 베어링을 갖는 지그플레이트를 더 포함하고,
   상기 지그몸체는 상기 볼 베어링을 갖는 지그플레이트를 통해 전진 및 후진 이동 가능하게 구성된 것을 특징으로 하는 태양전지 폐 모듈 프레임 해체 장치.
   
6. 제5 항에 있어서,
   상기 지그몸체와 연동된 기어모터를 더 포함하고, 상기 지그몸체는 상기 기어모터의 구동에 의해 상기 전진 및 후진 이동이 제어됨으로써 상기 접근 동작 및 상기 복귀 동작이 행해지는 것을 특징으로 하는 태양전지 폐 모듈 프레임 해체 장치.
   
7. 제1 항에 있어서,
   상기 지그부는,
   상기 프레임의 세로 축을 상기 태양전지 폐 모듈로부터 강제 분리시키는 한 쌍의 제1 지그부와, 상기 프레임의 가로 축을 상기 태양전지 폐 모듈로부터 강제 분리시키는 한 쌍의 제2 지그부로 구성된 것을 특징으로 하는 태양전지 폐 모듈 프레임 해체 장치.
   
8. 제7 항에 있어서,
   상기 프레임의 가로 축을 클램핑하는 클램프부를 더 포함하고,
   상기 클램프부는
   상기 프레임의 가로 축에 대해 전진 및 후진 이동 가능하고, 상기 한 쌍의 제1 지그부(20a)가 상기 프레임의 세로 축을 강제 분리시 상기 전진 이동하여 상기 프레임의 가로 축을 잡아 고정시키는 클램프 핀; 및
   상기 클램프 핀과 연동되게 구비되어 상기 클램프 핀의 상기 전진 및 후진 이동을 제어하는 구동모터를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 폐 모듈 프레임 해체 장치.
   
9. 제1 항에 있어서,
   상기 기틀의 상부에 구비되어 상기 기틀에 재치된 상기 태양전지 폐 모듈을 고정시키는 진공흡착부를 더 포함하고,
   상기 진공흡착부는,
   상기 태양전지 폐 모듈의 유리기판을 진공에 의해 흡착하는 진공패드;
   상기 진공패드를 지지하는 진공패드 홀더; 및
   상기 진공패드 홀더의 위치 이동을 가능케하는 이송플레이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 폐 모듈 프레임 해체 장치.

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