라미네이터 진공 펌프: 유형과 EVA 창

라미네이터는 수율로 평가되며, 수율은 구매자가 공장 방문 중 거의 살펴보지 않는 한 가지 구성 요소, 즉 진공 펌프 세트에 의해 크게 결정됩니다. 이를 잘못 선택하면 다운스트림 검사로는 제거할 수 없는 미세 기포가 발생합니다.

PV 모듈 제조 · 라미네이션 공정 · Jerry, Ooitech 작성

1. 다른 모든 것을 결정하는 EVA 창

에틸렌 비닐 아세테이트는 단순히 용융되어 그대로 머무르지 않습니다. 두 가지 뚜렷한 단계를 거치며, 그 사이의 간격이 진공 시스템이 작동해야 하는 시간입니다.

이후의 모든 것은 이 두 온도 사이의 간격의 결과입니다. 필름이 용융될 때 챔버가 이미 뜨거우면 용융-가교 간격이 짧습니다. 단일 챔버 공정에서 챔버는 일반적으로 140 °C 이상으로 유지되어 필요한 진공에 도달하는 데 약 60~90초 밖에 남지 않습니다. 이 창을 놓치면 공기가 봉지재에 갇혀 미세 기포와 결함이 생기고, 이는 나중에 완성된 모듈에서 나타납니다.

그림 1: 공장 바닥에 진공 펌프 세트가 함께 설치된 라미네이터. 펌프는 자체 배관, 리시버 용기 및 서비스 접근이 있는 별도 설치물이므로 레이아웃 계획 중 간과하기 쉽고 나중에 재배치하는 데 비용이 많이 듭니다.

2. 이중 챔버 라미네이터가 존재하는 이유

이중 챔버 설계는 본질적으로 시간을 버는 방법입니다. 첫 번째 챔버를 100~120 °C 범위로 유지하면 봉지재가 더 천천히 용융되고 가교가 더 늦게 시작되어, 단일 고온 챔버가 허용하는 것보다 탈기 창이 훨씬 길어집니다. 그런 다음 모듈은 가교를 완료하기 위해 더 뜨거운 두 번째 챔버로 이송됩니다.

이것이 순전히 기계적 선택처럼 보이는 결정 뒤에 있는 공정상의 이유입니다. 또한 진공 시스템이 주변 액세서리가 아닌 이유를 설명합니다. 즉, 열 설계가 만들어내는 창 안에서 성능을 발휘해야 하는 기계의 부분입니다. 라미네이션 단계의 더 넓은 맥락은 생산 공정의 라미네이션 단계, 기계 자체는 태양광 패널 라미네이터 가이드.

챔버 뚜껑이 열린 반자동 태양광 패널 라미네이터로 진공 챔버와 제어 패널이 보임

그림 2: 뚜껑이 열린 라미네이터 챔버. 챔버 부피, 씰 상태 및 펌핑 속도가 함께 필요한 진공에 도달하는 속도를 결정하므로 탈기 창을 충족하는지 놓치는지가 결정됩니다.

3. 라미네이터에서 볼 수 있는 세 가지 펌프 유형

로터리 베인 펌프 오일 윤활 로터리 베인 펌프는 라미네이션 진공 시스템의 주력입니다. 단일 장치는 일반적으로초당 60~100리터

. 펌프 본체 내부에는 로터가 편심 장착되어 있으며, 스프링과 원심력에 의해 외부로 밀려 보어에 밀착되는 베인을 운반합니다. 로터와 보어 사이의 초승달 모양 공간은 부피가 변하는 여러 챔버로 나뉩니다.

각 챔버는 연속적인 3단계 주기를 실행합니다. 팽창하면서 입구가 열려 가스를 흡입합니다. 그런 다음 닫히고 수축하여 갇힌 가스를 압축합니다. 마지막으로 압력이 대기압을 초과하면 가스가 배기 밸브를 들어 올려 오일 층을 통과해 나갑니다. 이것은 용적형 펌프로, 다른 메커니즘에 의존하지 않고 고정된 부피의 가스를 이동시킵니다.

오일은 윤활 이상의 역할을 합니다. 베인과 보어 사이의 틈을 밀봉하여 가스가 역류하지 못하게 하고, 움직이는 부품을 윤활하며, 배기 밸브가 오일 아래에 있기 때문에 펌프가 멈출 때 대기가 챔버로 역류하는 것을 방지합니다. 세 가지 기능 모두 역류가 모듈을 오염시킬 수 있는 라미네이션 시스템에서 중요합니다.

루츠 펌프 루츠 펌프는 거의 단독으로 사용되지 않습니다. 라미네이터에서는 부스터 단계 역할을 하며, 첫 번째 챔버의 일반적인 구성은로터리 베인 펌프 2대와 루츠 펌프 1대 . 펌핑 속도는 초당 1,200리터

이상이 일반적이며, 이는 부피를 빠르게 이동해야 하는 곳에 사용되는 이유입니다. 메커니즘은 기어로 구동되어 동기화되어 반대 방향으로 회전하는 두 개의 8자형 로터입니다. 로터는 서로 또는 보어에 닿지 않으며, 틈은0.1~0.3mm

, 따라서 펌핑 챔버 내부의 밀봉이나 윤활에는 오일이 필요하지 않습니다. 이 설계의 결과가 루츠 펌프가 어디에 속하는지 이해하는 열쇠입니다. 루츠 펌프는내부 압축이 없습니다

그림 3: 구동 모터가 장착된 루츠 펌프. 큰 배기 속도, 로터 간 비접촉, 그리고 단독으로 대기압에 대항하여 작동할 수 있는 능력은 없음. 이는 설계상 부스터이지, 관례상 그런 것이 아니다.

드라이 스크류 펌프

드라이 스크류 펌프는 완전히 오일이 없는 용적식 설계이며, 고급 응용 분야에서는 오일 밀봉 펌프에 추가되는 것이 아니라 이를 대체하는 장비이다. 펌핑 챔버 내부에서는 밀봉이나 윤활 매체로 오일이나 물을 사용하지 않으며, 그 결과 공정으로 오일이 유입되지 않는 깨끗한 진공을 얻을 수 있다.

내부에서는 반대 방향으로 꼬인 한 쌍의 평행 나선형 로터가 정밀 타이밍 기어에 의해 구동되어 반대 방향으로 고속 회전한다. 루츠 설계와 마찬가지로 로터는 서로 또는 하우징과 접촉하지 않으므로 가스 경로에 윤활제가 필요하지 않다. 가스는 스크류와 하우징 사이에 포집되어 배출구 쪽으로 운반되며, 그 과정에서 부피가 꾸준히 감소하므로 배출 전에 가스가 압축된다.

많은 설계에서는 로터를 따라 가변 피치 를 사용한다. 이는 압축을 더 균일하게 분산시키고 가스가 운반되는 동안 냉각될 기회를 더 많이 제공하여 펌프 본체 온도를 제어된 상태로 유지한다. 라미네이터에서는 가스 흐름이 고온에서 EVA 휘발성 물질을 운반하므로, 이러한 열 관리가 선택적 개선 사항이 아니라 해당 용도에 대한 펌프 적합성의 일부이다.

4. 세 가지 비교

기술적 순위가 아닌 구매 결정으로 읽으면, 거래는 간단하다. 로터리 베인 세트는 비용이 더 적게 들고 잘 이해되어 있지만, 오일 교환, 필터 교환 및 역류 관리라는 대가를 치른다. 루츠 부스터는 더 큰 챔버에서 선택 사항이 아니다. 베인 펌프만으로는 윈도우 내에서 부피를 충분히 빠르게 이동할 수 없기 때문이다. 드라이 스크류 펌프는 가스 경로에서 오일을 완전히 제거하며, 일반적으로 오염 위험 또는 유지보수 부담이 결정 요인인 경우 선택된다.

5. 펌프 세트가 라미네이터 사양에 포함되어야 하는 이유

펌프 구성은 챔버 부피와 탈기 윈도우에 맞춰 크기가 결정되므로, 이는 별도의 구매가 아니라 라미네이터 사양 항목이다. 세 가지 질문으로 대부분이 해결된다.

• 챔버 부피와 목표 압력은 얼마인가? 윈도우 길이와 함께, 이는 필요한 배기 속도를 결정하므로 단일 베인 펌프로 충분한지 또는 루츠 부스터가 필요한지를 결정한다.
• 단일 챔버인가 이중 챔버인가? 이중 챔버 기계는 첫 번째 챔버를 더 차갑게 운전하여 윈도우를 연장하고 순간 속도 요구 사항을 완화하지만, 배기할 두 번째 챔버가 추가된다. 이는 올바른 태양광 모듈 라미네이터를 선택하는 방법.
• 유지보수 계획은 무엇인가? 베인 세트의 오일 및 필터 간격 대비 드라이 스크류의 더 높은 자본 비용과 더 낮은 소모품 부담. 10년 수명 동안 두 총액은 구매 가격이 시사하는 것보다 더 가깝다.

챔버에 비해 크기가 부족한 진공 시스템은 즉시 고장 나지 않는다. 최종 검사를 통과하고 나중에 실패하는 모듈을 생산하며, 결함 특성 — 봉지재의 미세 기포 및 보이드 — 은 모든 라미네이트 기포가 봉지재의 잘못은 아니다. 봉지재 선택은 동일한 윈도우와 상호 작용하며, 이는 EVA, POE 및 EPE 봉지재 필름.

FAQ

에 대한 가이드에 설명되어 있다.

이중 챔버 라미네이터가 첫 번째 챔버를 더 차갑게 운전하는 이유는 무엇인가?

탈기 윈도우를 연장하기 위해서이다. EVA는 약 70~80 °C에서 용융되고 약 130 °C에서 가교가 시작된다. 첫 번째 챔버를 약 100~120 °C로 유지하면 두 단계가 모두 느려져, 봉지재가 굳기 시작하기 전에 진공 시스템이 갇힌 공기를 제거할 시간을 더 많이 확보할 수 있다.

라미네이터가 루츠 펌프를 로터리 베인 펌프와 함께 사용하는 이유는 무엇인가?

루츠 펌프는 단독으로 대기압으로 배출할 수 없기 때문이다. 로터는 가스를 압축하지 않고 고정된 부피에 가두므로, 배출구에서 가스가 역류하고 단독으로 높은 압축비를 달성할 수 없다. 크기에 비해 높은 배기 속도를 제공하며, 로터리 베인 펌프는 가스를 밖으로 내보내는 압축을 제공한다. 베인 펌프 두 대에 루츠 펌프 한 대를 더하는 것이 일반적인 첫 번째 챔버 구성이다.

로터리 베인 펌프에서 오일은 어떤 역할을 하는가?

세 가지 역할을 한다. 베인과 펌프 보어 사이의 간극을 밀봉하여 가스가 역류하지 못하게 하고, 움직이는 부품을 윤활하며, 배기 밸브가 오일에 잠겨 있기 때문에 펌프가 작동하지 않을 때 대기가 챔버로 역류하는 것을 방지한다.

드라이 스크류 펌프는 추가 비용을 지불할 가치가 있는가?

무엇을 최적화하는지에 달려 있다. 드라이 스크류 펌프는 펌핑 챔버에 오일이나 물이 없으므로 진공이 깨끗하고 모듈 쪽으로 오일이 유입되지 않으며 소모품 부담이 적다. 반면 자본 비용은 더 높다. 오염 위험 또는 유지보수 인력이 제약 조건인 경우 계산은 일반적으로 이를 선호하며, 자본이 빠듯하고 공정이 잘 제어되는 경우 베인 세트도 여전히 실행 가능하다.

EVA 온도가 진공 시스템에 그렇게 중요한 이유는 무엇인가?

두 열 단계가 마감 시간을 정의하기 때문이다. 필름은 용융된 후에만 갇힌 공기를 효과적으로 방출하며, 가교가 시작되면 자유롭게 방출하지 않는다. 진공 시스템은 그 간격 내에 필요한 압력에 도달해야 하며, 140 °C 이상의 단일 챔버 공정에서는 60~90초에 불과할 수 있다.

캡슐화재가 경화되는 동안 공기가 내부에 갇혀 미세 기포와 보이드가 발생합니다. 이는 라미네이터 출구에서 항상 눈에 띄는 것이 아니어서, 수율 데이터나 필드 반품으로 드러나기 전까지 문제를 놓치기 쉽습니다. 이 결함은 캡슐화재 문제인 만큼이나 펌프 성능 문제이기도 합니다.

최종 생각

진공 펌프 세트는 라미네이터의 열 설계가 기계적 요구사항으로 바뀌는 지점입니다. EVA는 70~80 °C에서 용융되고 약 130 °C부터 가교되며, 진공 시스템은 그 사이의 시간 안에 챔버를 배기해야 합니다. 그래서 이중 챔버 장비는 더 차가운 제1 챔버를 운용하고, 대형 챔버에는 루츠 부스터가 등장하며, 오염이나 유지보수가 제약 조건인 곳에서는 오일 프리 펌핑을 고려할 가치가 있습니다. 라미네이터를 사양할 때는 챔버 용적, 펌프 구성, 펌핑 속도, 달성 가능한 펌프다운 시간을 한 세트로 요구하십시오 — 이것 없이 견적된 장비는 수율을 예측할 수 없는 장비입니다. 새 라인을 위해 라미네이터를 검토 중이라면 모듈 형식과 목표 처리량을 보내주시면 챔버와 펌프 사이징을 함께 검토해 드리겠습니다. 장비를 맥락 속에서 보려면 OTCY-2754DD single-layer double-chamber laminator 페이지에서 챔버 배치를 자세히 다룹니다.