CN107576202B - 一种用于加工太阳能硅片的烧结炉 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于加工太阳能硅片的烧结炉，包括烘干段、烧结段以及冷却段，所述烘干段、烧结段以及冷却段由一传输网链串联连接；烘干段处设有一燃烧塔，燃烧塔包括一燃烧箱体，其内部空间由隔热墙依次分隔为第一燃烧区、过渡区、第二燃烧区以及冷却区。烧结段包括烧结炉腔，在该烧结炉腔的一端顶部设有第一排废口、另一端顶部设有第二排废口以及中部顶端设有第三排废口；针对第一排废口设有第一有机回收装置，针对第二排废口设有第二有机回收装置，针对第三排废口设有第三有机回收装置。

Description

一种用于加工太阳能硅片的烧结炉

技术领域

本发明属于太阳能硅片的制备设备，具体涉及一种用于加工太阳能硅片的烧结炉。

背景技术

众所周知，在晶体硅太阳能电池硅片的生产中，当硅片印刷之后，需要将带有浆料的硅片通过烧结炉烘干烧结，然后再通过抗光衰炉激活硅片的抗光衰能力。其中，烧结炉通常包括烘干区、烧结区以及冷却区。抗光衰炉通常包括光源箱、传送装置以及加热装置，光源箱体上设置有灯管、冷凝器以及离心风机。

在烧结炉中，由于对带银浆的硅片进行烘干，此时产生的有机废气较多，为了提高排废效率，以往的烧结炉在烘干区设置有机排废风管，将有机废气从有机排废风管中排出。

为了将烘干段的有机废气及时消除，现有市场上出现将烘干段有机废气吸收并燃烧的燃烧塔，但是这种燃烧塔存在以下缺点：1、现有燃烧塔采用直通式，容易导致有机废气在燃烧塔中燃烧不充分，使得排至外界的气体中仍然残留有机废气，甚至存在未经燃烧完全的有毒气体（例如CO）排至燃烧塔外，最终污染环境；2、现有燃烧塔采用直通式，为了尽量燃烧充分，需要将燃烧塔设置较高，但是又因为厂房楼层较低，使得燃烧塔的高度受室内空间高度的限制，直接导致燃烧塔内的燃烧程度受室内空间高度限制。综上，由此看来，现有的燃烧塔具有燃烧不充分、占地空间大、以及燃烧塔燃烧率和燃烧塔空间高度之间存在矛盾的致命缺点，即若要提高燃烧率，就需要加长燃烧塔高度，若要缩短燃烧塔高度，就只能降低燃烧率。

另外，现有技术中，据发明人了解，在烧结过程中，烧结段中大约有90%的有机废气能够从两端的排废口排出，但仍然有剩余的10%无法抵达两端并排出，如果中部产生的有机物废气抵达不了两端，就会产生有机废物覆在烧结炉的炉腔中，炉腔积有机废物必然对烧结的硅片产生污染。

因此，提供一种用于加工太阳能硅片的烧结炉是本发明所要研究的课题。

发明内容

本发明目的是提供一种用于加工太阳能硅片的烧结炉，以解决现有技术中燃烧塔中有机废气燃烧不充分、燃烧塔占地空间大、烧结段排废不及时，导致有机废物堆积污染硅片的问题。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种用于加工太阳能硅片的烧结炉，包括烘干段、烧结段以及冷却段，所述烘干段、烧结段以及冷却段由一传输网链串联连接；

所述烘干段包括一烘干炉腔，该烘干炉腔为一隧道式炉腔；在该烘干炉腔的两端顶部分别开设有一废气排出口和一热风入口，在所述废气排出口的顶部设置一燃烧塔，在所述热风入口的顶部设置一辅助加热装置；

所述燃烧塔包括一燃烧箱体，所述燃烧箱体上具有一进风口和一出风口，所述燃烧箱体的进风口与所述废气排出口对接；

所述燃烧箱体的内部空间由隔热墙分隔为第一燃烧区、过渡区、第二燃烧区以及冷却区，所述第一燃烧区、过渡区以及第二燃烧区均为一沿竖直方向布置的空间，该三个沿竖直方向布置的空间在水平方向上并列排布，且过渡区位于第一燃烧区和第二燃烧区之间；

所述进风口位于第一燃烧区的底部，所述第一燃烧区上部区域与过渡区的上部区域连通，所述过渡区的下部区域与第二燃烧区的下部区域连通，所述第二燃烧区的上部区域与冷却区的一端区域连通，所述冷却区的另一端区域与所述出风口连通，以此形成一弯曲绕行的通道；

所述第一燃烧区内设有第一加热模组，该第一加热模组包括若干沿竖直方向依次间隔布置的第一加热元件以及若干穿插于相邻两第一加热元件之间的第一隔板，每个第一隔板上均开设有第一通孔，每相邻两第一隔板上的第一通孔错位布置，迫使进入第一燃烧区内的空气由下至上沿“之”字形路径流经；

所述第二燃烧区内设有第二加热模组，所述第二加热模组包括若干沿竖直方向依次间隔布置的第二加热元件以及若干穿插于相邻两加热元件之间的第二隔板，每个第二隔板上均开设有第二通孔，每相邻两个第一隔板上的第二通孔错位布置，迫使流入第二燃烧区内的空气由下至上沿“之”字形路径流经；

所述第二燃烧区的底部还设有一高温风机，该高温风机的进风口对着所述过渡区，所述高温风机的出风口对着所述第二加热模组，用于将从第一燃烧区燃烧过的气体吹向第二加热模组；

所述冷却区为一沿水平方向布置的空间，冷却区设置在第一燃烧区、过渡区以及第二燃烧区的上方，且冷却区内部设有换热器；

所述辅助加热装置上设有一供外界空气进入辅助加热装置内部的进气口和一供加热后的气体排出的出气口，所述辅助加热装置上的出气口与所述炉腔上的热风入口连通；

所述烧结段包括一烧结炉腔，在该烧结炉腔的一端顶部设有第一排废口、另一端顶部设有第二排废口以及中部顶端设有第三排废口；

针对第一排废口设有第一有机回收装置，针对所述第二排废口设有第二有机回收装置，针对所述第三排废口设有第三有机回收装置；

所述第一有机回收装置包括第一箱体结构，该第一箱体结构罩合在所述第一排废口上，在第一箱体结构的中部设有第一集油槽，所述第一集油槽外周和第一箱体结构内壁之间形成供有机废气通过的腔体，在第一箱体结构的顶部连通有第一排废管；

所述第二有机回收装置包括第二箱体结构，该第二箱体结构罩合在所述第二排废口上，在第二箱体结构的中部设有第二集油槽，所述第二集油槽外周和第二箱体结构内壁之间形成供有机废气通过的腔体，在第二箱体结构的顶部连通有第二排废管；

所述第三有机回收装置包括第三箱体结构，该第三箱体结构罩合在所述第三排废口上，在第三箱体结构的中部设有第三集油槽，所述第三集油槽外周和第三箱体结构内壁之间形成供有机废气通过的腔体，在第三箱体结构的顶部连通有第三排废管。

上述技术方案中的有关内容解释如下：

1、上述方案中，所述第一加热元件和/或第二加热元件均由陶瓷棒以及缠绕在陶瓷棒上的电阻丝构成。

2、上述方案中，所述隔热墙采用陶瓷纤维板。

3、上述方案中，所述出风口处还设有一离心风机，用于将经过冷却区冷却后的气体排出燃烧箱体外。

4、上述方案中，所述第一燃烧区中的第一加热模组的中心高度低于第二燃烧区中的第二加热模组的中心高度。

5、上述方案中，所述第二排废管上设有一手动调节风阀，该手动调节风阀包括调节面板、旋转轴、弹簧以及调节手柄，所述调节面板底面沿直径方向设有一供旋转轴穿设的通孔；

在装配状态下，所述第三排废管两壁上沿径向分别开设有两个安装孔，所述旋转轴穿在调节面板的通孔中，并同时穿在第三排废管的两壁上，经由弹簧以及调节手柄径向固定。

6、上述方案中，所述旋转轴为一中空轴，在中空轴上依次间隔开设有两个第二通孔，该两个第二通孔平行排列，且均沿着旋转轴的径向开设；所述调节面板的底部对应开设有两个第三通孔，由螺丝穿过第三通孔至旋转轴的第二通孔并固定在调节面板上，以实现旋转和调节面板之间的固定连接。

7、上述方案中，所述第一集油槽由第一导轨和第一箱体结构沿水平方向滑动连接构成第一集油抽屉；所述第二集油槽由第二导轨和第二箱体结构沿水平方向滑动连接构成第二集油抽屉；所述第三集油槽由第三导轨和第三箱体结构沿水平方向滑动连接构成第三集油抽屉。

8、上述方案中，所述辅助加热装置内部设有辅助加热元件，该辅助加热元件由陶瓷棒以及缠绕在陶瓷棒上的电阻丝构成。

9、上述方案中，所述烧结炉的两端分别设有一机头传动装置和一机尾传动装置，所述传输网链为一环状封闭传输链，传输网链两端分别套在机头传动装置和机尾传动装置中以实现循环传输，传输网链中部穿设在烧结炉的炉腔内，用于传输太阳能硅片。

本发明工作原理是：本发明包括烘干段、烧结段以及冷却段，所述烘干段、烧结段以及冷却段由一传输网链串联连接；烘干段包括一烘干炉腔，该烘干炉腔为一隧道式炉腔，在烘干炉腔上方设有一燃烧塔，其内部空间由隔热墙依次分隔为第一燃烧区、过渡区、第二燃烧区以及冷却区，所述第一燃烧区、过渡区以及第二燃烧区沿水平方向并列布置，且过渡区位于第一燃烧区和第二燃烧区之间，所述第一燃烧区、过渡区、第二燃烧区以及冷却区中的通风形成弯曲绕行的通道。并在每个燃烧区内设有一加热模组，该加热模组包括若干由下至上沿竖直方向依次间隔布置的加热元件以及若干穿插于相邻两加热元件之间的隔板，每个隔板上均开设有一缺口，每相邻两隔板之间的缺口错位布置，使得每个燃烧区内的空气由下至上沿“之”字形路径流经，从而大大延长了燃烧路径，增加燃烧时间。另外，所述烧结段包括一烧结炉腔，在该烧结炉腔的一端顶部设有第一排废口、另一端顶部设有第二排废口以及中部顶端设有第三排废口；针对第一排废口设有第一有机回收装置，针对第二排废口设有第二有机回收装置，针对第三排废口设有第三有机回收装置。通过增加的第二排废口和第二有机回收装置，能够确保烧结过程中产生的有机废气能够及时排出，避免污染太阳能硅片。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：

本发明结构紧凑、燃烧充分，通过燃烧塔中的第一燃烧区、过渡区以及第二燃烧区沿水平方向并列布置，能够有效缩短燃烧塔的高度，从而有效节省空间。而且燃烧塔内部空间的布置形成弯曲的通道，每个燃烧区内的隔板缺口错位，从而延长燃烧时间，使得有机废气能够燃烧充分。另外，本发明通过在烧结炉腔中部的顶端增设排废口，并在排废口上增设有机回收装置，能够确保烧结过程中产生的有机废气能够及时排出，避免污染太阳能硅片。

附图说明

附图1为本实施例中烧结炉的整体剖视图；

附图2为本实施例中烧结炉的烘干段的剖视图；

附图3为本实施例中烧结炉的烧结段的剖视图；

附图4为本实施例中燃烧塔的剖视图；

附图5为本实施例中附图4在A处的放大图。

以上附图中：1、传输网链；2、烘干炉腔；3、燃烧塔；4、辅助加热装置；5、烧结炉腔；6、第一有机回收装置；7、第二有机回收装置；8、第三有机回收装置；9、快速冷却区；10、冷却炉；11、机头传动装置；12、机尾传动装置；13、第一燃烧区；14、过渡区；15、第二燃烧区；16、冷却区；17、第一加热元件；18、第一隔板；19、第一通孔；20、上端开口；21、下端开口；22、第二加热元件；23、第二隔板；24、第二通孔；25、高温风机；26、顶端开口；27、离心风机；28、进风口；29、出风口；30、连接弯管；31、第一箱体结构；32、第一排废管；33、第二箱体结构；34、第二排废管；35、手动调节阀；36、第三箱体结构；37、第三排废管；38、三通管。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

实施例：一种用于加工太阳能硅片的烧结炉

参见附图1，包括烘干段、烧结段以及冷却段，所述烘干段、烧结段以及冷却段由一传输网链1串联连接。

参见附图2、4、5，所述烘干段包括一烘干炉腔2，该烘干炉腔2为一隧道式炉腔。在该烘干炉腔2的左端顶部设有一废气排出口，在右端设有一热风入口，在所述废气排出口的顶部设置一燃烧塔3，在所述热风入口的顶部设置一辅助加热装置4。

所述燃烧塔3包括一燃烧箱体，所述燃烧箱体上具有一进风口和一出风口，所述燃烧箱体的进风口与烘干炉腔2的废气排出口对接。

所述燃烧箱体的内部空间由隔热墙分隔为第一燃烧区13、过渡区14、第二燃烧区15以及冷却区16，所述第一燃烧区1、过渡区14以及第二燃烧区均为一沿竖直方向布置的空间，该三个沿竖直方向布置的空间在水平方向上并列排布，且过渡区14位于第一燃烧区13和第二燃烧区15之间。

所述进风口28位于第一燃烧区13的底部，所述第一燃烧区13上部区域与过渡区14的上部区域连通，所述过渡区14的下部区域与第二燃烧区15的下部区域连通，所述第二燃烧区15的上部区域与冷却区16的一端区域连通，所述冷却区16的另一端区域与所述出风口29连通，以此形成一弯曲绕行的通道。

所述第一燃烧区13内设有第一加热模组，该第一加热模组包括若干沿竖直方向依次间隔布置的第一加热元件17以及若干穿插于相邻两第一加热元件17之间的第一隔板18，每个第一隔板18上均开设有第一通孔19，每相邻两第一隔板18上的第一通孔19错位布置，迫使进入第一燃烧区13内的空气由下至上沿“之”字形路径流经。

所述第二燃烧区15内设有第二加热模组，所述第二加热模组包括若干沿竖直方向依次间隔布置的第二加热元件22以及若干穿插于相邻两加热元件22之间的第二隔板23，每个第二隔板23上均开设有第二通孔24，每相邻两个第一隔板23上的第二通孔24错位布置，迫使流入第二燃烧区15内的空气由下至上沿“之”字形路径流经。

所述第二燃烧区15的底部还设有一高温风机25，该高温风机25的进风口对着所述过渡区14，所述高温风机25的出风口对着所述第二加热模组，用于将从第一燃烧区13燃烧过的气体吹向第二加热模组。

所述冷却区16为一沿水平方向布置的空间，冷却区16设置在第一燃烧区13、过渡区14以及第二燃烧区15的上方，且冷却区16内部设有换热器。

所述辅助加热装置4上设有一供外界空气进入辅助加热装置4内部的进气口和一供加热后的气体排出的出气口，所述辅助加热装置4上的出气口通过一连接弯管30与烘干炉腔2上的热风入口连通。

参见附图3，所述烧结段包括一烧结炉腔5，在该烧结炉腔5的一端顶部设有第一排废口、另一端顶部设有第二排废口以及中部顶端设有第三排废口。

针对第一排废口设有第一有机回收装置6，针对所述第二排废口设有第二有机回收装置7，针对所述第三排废口设有第三有机回收装置8。

所述第一有机回收装置6包括第一箱体结构31，该第一箱体结构31罩合在所述第一排废口上，在第一箱体结构31的中部设有第一集油槽，所述第一集油槽外周和第一箱体结构31内壁之间形成供有机废气通过的腔体，在第一箱体结构的顶部连通有第一排废管32，所述第一排废管32竖直向上布置。

所述第二有机回收装置7包括第二箱体结构33，该第二箱体结构33罩合在第二排废口上，在第二箱体结构33的中部设有第二集油槽，所述第二集油槽外周和第二箱体结构33内壁之间形成供有机废气通过的腔体，在第二箱体结构33的顶部连通有第二排废管34，所述第二排废管34由下至上往端部朝向第三有机回收装置8的方向弯折。

本实施例中，所述第二排废管34上设有一手动调节风阀35，该手动调节风阀35包括调节面板、旋转轴、弹簧以及调节手柄，所述调节面板底面沿直径方向设有一供旋转轴穿设的通孔。

在装配状态下，所述第三排废管37两壁上沿径向分别开设有两个安装孔，所述旋转轴穿在调节面板的通孔中，并同时穿在第三排废管的两壁上，经由弹簧以及调节手柄径向固定。

所述第三有机回收装置8包括第三箱体结构36，该第三箱体结构36罩合在第三排废口上，在第三箱体结构36的中部设有第三集油槽，所述第三集油槽外周和第三箱体结构36内壁之间形成供有机废气通过的腔体，在第三箱体结构36的顶部连通有第三排废管37，所述第三排废管37由下至上往朝向第二排废管的方向弯折。

所述第二排废管34和第三排废管37的末端汇合布置，且由三通管38连接，所述第二排废管34的末端连接三通管38的第一进气口，所述第三排废管37的末端连接三通管38的第二进气口，所述三通管38的排气口竖直向上布置。

综上，本实施例中，在烧结段末端紧接着连接一快速冷却区9，在该快速冷却区9的后方间隔连接烧结炉的冷却段，冷却段中设置冷却炉10，以此构成一个完整的烧结炉。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种用于加工太阳能硅片的烧结炉，包括烘干段、烧结段以及冷却段，所述烘干段、烧结段以及冷却段由一传输网链串联连接；

其特征在于：所述烘干段包括一烘干炉腔，该烘干炉腔为一隧道式炉腔；在该烘干炉腔的两端顶部分别开设有一废气排出口和一热风入口，在所述废气排出口的顶部设置一燃烧塔，在所述热风入口的顶部设置一辅助加热装置；

所述燃烧塔包括一燃烧箱体，所述燃烧箱体上具有一进风口和一出风口，所述燃烧箱体的进风口与所述废气排出口对接；

所述燃烧箱体的内部空间由隔热墙分隔为第一燃烧区、过渡区、第二燃烧区以及冷却区，所述第一燃烧区、过渡区以及第二燃烧区均为一沿竖直方向布置的空间，该三个沿竖直方向布置的空间在水平方向上并列排布，且过渡区位于第一燃烧区和第二燃烧区之间；

所述进风口位于第一燃烧区的底部，所述过渡区与第一燃烧区之间的隔热墙的上端区域开设有一上端开口，所述第一燃烧区上部区域与过渡区的上部区域通过该上端开口连通；所述过渡区与第二燃烧区之间的隔热墙的下端区域开设有一下端开口，所述过渡区的下部区域与第二燃烧区的下部区域通过该下端开口连通；所述第二燃烧区的顶部与冷却区之间的隔热墙上开设有一顶部开口，所述第二燃烧区的上部区域与冷却区的一端区域通过该顶部开口连通，所述冷却区的另一端区域与所述出风口连通，以此形成一弯曲绕行的通道；

所述第一燃烧区内设有第一加热模组，该第一加热模组包括若干沿竖直方向依次间隔布置的第一加热元件以及若干穿插于相邻两第一加热元件之间的第一隔板，每个第一隔板上均开设有第一通孔，每相邻两第一隔板上的第一通孔错位布置，迫使进入第一燃烧区内的空气由下至上沿“之”字形路径流经；

所述第二燃烧区内设有第二加热模组，所述第二加热模组包括若干沿竖直方向依次间隔布置的第二加热元件以及若干穿插于相邻两加热元件之间的第二隔板，每个第二隔板上均开设有第二通孔，每相邻两个第一隔板上的第二通孔错位布置，迫使流入第二燃烧区内的空气由下至上沿“之”字形路径流经；

所述第一燃烧区中的第一加热模组的中心高度低于第二燃烧区中的第二加热模组的中心高度；

所述第二燃烧区的底部还设有一高温风机，该高温风机的进风口对着所述过渡区，所述高温风机的出风口对着所述第二加热模组，用于将从第一燃烧区燃烧过的气体吹向第二加热模组；

所述冷却区为一沿水平方向布置的空间，冷却区设置在第一燃烧区、过渡区以及第二燃烧区的上方，且冷却区内部设有换热器；

所述出风口处还设有一离心风机，用于将经过冷却区冷却后的气体排出燃烧箱体外；

所述辅助加热装置上设有一供外界空气进入辅助加热装置内部的进气口和一供加热后的气体排出的出气口，所述辅助加热装置上的出气口与所述烘干炉腔上的热风入口连通；

所述烧结段包括一烧结炉腔，在该烧结炉腔的一端顶部设有第一排废口、另一端顶部设有第二排废口以及中部顶端设有第三排废口；

针对第一排废口设有第一有机回收装置，针对所述第二排废口设有第二有机回收装置，针对所述第三排废口设有第三有机回收装置；

所述第一有机回收装置包括第一箱体结构，该第一箱体结构罩合在所述第一排废口上，在第一箱体结构的中部设有第一集油槽，所述第一集油槽外周和第一箱体结构内壁之间形成供有机废气通过的腔体，在第一箱体结构的顶部连通有第一排废管；

所述第二有机回收装置包括第二箱体结构，该第二箱体结构罩合在所述第二排废口上，在第二箱体结构的中部设有第二集油槽，所述第二集油槽外周和第二箱体结构内壁之间形成供有机废气通过的腔体，在第二箱体结构的顶部连通有第二排废管；

所述第三有机回收装置包括第三箱体结构，该第三箱体结构罩合在所述第三排废口上，在第三箱体结构的中部设有第三集油槽，所述第三集油槽外周和第三箱体结构内壁之间形成供有机废气通过的腔体，在第三箱体结构的顶部连通有第三排废管；

所述第一集油槽由第一导轨和第一箱体结构沿水平方向滑动连接构成第一集油抽屉；所述第二集油槽由第二导轨和第二箱体结构沿水平方向滑动连接构成第二集油抽屉；所述第三集油槽由第三导轨和第三箱体结构沿水平方向滑动连接构成第三集油抽屉。

2.根据权利要求1所述的用于加工太阳能硅片的烧结炉，其特征在于：所述第一加热元件和/或第二加热元件均由陶瓷棒以及缠绕在陶瓷棒上的电阻丝构成。

3.根据权利要求1所述的用于加工太阳能硅片的烧结炉，其特征在于：所述隔热墙采用陶瓷纤维板。

4.根据权利要求1所述的用于加工太阳能硅片的烧结炉，其特征在于：所述第二排废管上设有一手动调节风阀，该手动调节风阀包括调节面板、旋转轴、弹簧以及调节手柄，所述调节面板底面沿直径方向设有一供旋转轴穿设的通孔；

在装配状态下，所述第二排废管两壁上沿径向分别开设有两个安装孔，所述旋转轴穿在调节面板的通孔中，并同时穿在第二排废管的两壁上，经由弹簧以及调节手柄径向固定。

5.根据权利要求4所述的用于加工太阳能硅片的烧结炉，其特征在于：所述旋转轴为一中空轴，在中空轴上依次间隔开设有两个第二通孔，该两个第二通孔平行排列，且均沿着旋转轴的径向开设；所述调节面板的底部对应开设有两个第三通孔，由螺丝穿过第三通孔至旋转轴的第二通孔并固定在调节面板上，以实现旋转和调节面板之间的固定连接。

6.根据权利要求1所述的用于加工太阳能硅片的烧结炉，其特征在于：所述辅助加热装置内部设有辅助加热元件，该辅助加热元件由陶瓷棒以及缠绕在陶瓷棒上的电阻丝构成。

7.根据权利要求1所述的用于加工太阳能硅片的烧结炉，其特征在于：所述烧结炉的两端分别设有一机头传动装置和一机尾传动装置，所述传输网链为一环状封闭传输链，传输网链两端分别套在机头传动装置和机尾传动装置中以实现循环传输，传输网链中部穿设在烧结炉的炉腔内，用于传输太阳能硅片。