CN203487278U - 隔热出气装置和铸锭炉 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种隔热出气装置和铸锭炉,隔热出气装置包括:隔热层,该隔热层上设置有开口;出气管,固定地安装在开口内。本实用新型在隔热层上设置上一个开口,并且在该开口内固定地安装上一个出气管,废气和杂质通过该出气管排出,可以有效地防止杂质的堆积,从而可以保持气路通畅;并且,在隔热层上设置出气管清理起来也比较方便,可以提高硅锭的生产效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及铸锭炉领域,更具体地,涉及一种隔热出气装置和铸锭炉。
背景技术
铸锭炉主要用于生产太阳能级多晶硅锭,它采用先进的多晶硅定向凝固技术,将硅料高温熔化后通过特殊工艺定向结晶,从而达到太阳能电池生产用多晶硅品质的要求。由于硅料的熔点为1420度,所以铸锭炉热场内温度很高。尤其在熔化阶段,热场内温度可以达到1540度以上,加热器及附近区域的温度在1600度以上,而顶部出气孔和加热器离得较近,因此,顶部的出气孔需要承受较高的温度。同时,出气孔必须始终保持通气流畅,使多晶硅锭的生产不间断的进行。
现有技术中的铸锭炉利用碳纤维挡块形成出气孔,即在铸锭炉顶部的碳条上去掉两个长方体块,再将碳纤维挡块放在相应的位置,气体便经过挡块与碳条之间的空隙流出铸锭炉。
此种设置存在很多缺点:首先,由于石墨具有吸附作用,杂质将很容易吸附在出气孔处,经过长期积累最终会造成阻塞,导致气路不畅,杂质无法排除,进而对多晶硅锭的质量和生产效率产生影响;其次,由于顶部的隔热层和出气孔都是采用的石墨材料,鉴于石墨的物理特性,在清理时难免会对隔热层和出气孔内部造成损伤,而且在长时间接触高温后石墨容易变脆,甚至有时会因为人为或者铸锭炉微小的颤动掉下;再次,当需要对铸锭炉进行清理时必须等其降温之后,工作人员进入到铸锭炉内部进行清理,这样清理起来比较麻烦,而且还会造成时间上的浪费,最终影响多晶硅锭的产量。
实用新型内容
本实用新型旨在提供一种隔热出气装置和铸锭炉。
为解决上述技术问题,根据本实用新型的一个方面,提供了一种隔热出气装置,包括:隔热层,隔热层上设置有开口;出气管,固定地安装在开口内。
进一步地,隔热层包括碳条,开口设置在碳条上。
进一步地,出气管为不锈钢制成。
进一步地,出气管为钼管。
进一步地,开口的直径为30~40mm,且出气管的外直径比开口的直径大0.5~2mm。
进一步地,开口的直径为35mm,且出气管的外直径为36mm。
进一步地,隔热层上设有多个开口。
进一步地,隔热层上开有进气口和长晶测量口,出气管围绕进气口设置,长晶测量口与出气管的距离小于出气管与进气口之间的距离。
根据本实用新型的另一个方面,还提供了一种铸锭炉,包括隔热出气装置、加热器和坩埚,且加热器设置在隔热出气装置的下方,坩埚设置在加热器的下方,该隔热出气装置为上述各实施例中的隔热出气装置。
进一步地,铸锭炉还包括石墨侧板、石墨底板、散热部和保温层,且石墨侧板设置在坩埚的外侧并与坩埚相连,石墨底板设置在坩埚的下方并与坩埚相连,散热部设置在石墨底板的下方并与石墨底板相连,保温层围绕坩埚的侧壁设置。
本实用新型在隔热层上设置上一个开口,并且在该开口内固定地安装上一个出气管,废气和杂质通过该出气管排出,可以有效地防止杂质的堆积,从而可以保持气路通畅;并且,在隔热层上设置出气管清理起来也比较方便,可以提高硅锭的生产效率。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解,本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型,并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中:
图1示意性示出了本实用新型中的铸锭炉的隔热出气装置的主视图;以及
图2示意性示出了本实用新型中的隔热出气装置的俯视图。
图中附图标记:1、隔热层;2、出气管;3、加热器;4、坩埚;5、石墨侧板;6、石墨底板;7、散热部;8、保温层;9、隔热出气装置;10、铸锭炉;11、开口;12、进气口;13、长晶测量口。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明,但是本实用新型可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
作为本实用新型的第一方面,提供了一种隔热出气装置9。如图1至图2所示,该隔热出气装置9包括:隔热层1,该隔热层1上设置有开口11;出气管2,固定地安装在开口11内。
结合图1和图2可以看出,铸锭炉10在生产太阳能级多晶硅锭时,在隔热层1的保护下,铸锭炉10的热场内可以保持在很高的温度,以便达到多晶硅锭的生产要求;在多晶硅锭的生产过程中,会产生很多废气和杂质,由于在隔热层1上设有开口11,所以这些废气和杂质可以及时地从铸锭炉10中排出。并且,由于本实用新型在该开口11内固定地安装上了一个出气管2,废气和杂质通过该出气管2排出,可以有效地防止杂质的堆积,从而可以保持气路通畅;另外,在隔热层1上设置出气管2使得清理杂质时也比较方便,可以提高多晶硅锭的生产效率。
本实用新型克服了现有技术中的由于碳纤维挡块容易吸附杂质、阻塞气体管道,并且清理杂质难度大的问题,因此,只需在铸锭炉10上安装上本实用新型中的隔热出气装置9,就可以保证在生产多晶硅锭时始终保持气路通畅,并且清理杂质也比较方便省时。
优选地,隔热出气装置9中的隔热层1包括碳条,开口11设置在碳条上。该碳条为碳纤维材料,由于碳纤维材料的隔热性能良好,所以用此碳条作为隔热层1,可以减少铸锭炉10中的热量散失,从而保证生产多晶硅锭的温度条件。
优选地,隔热出气装置9中的出气管2为不锈钢制成。优选地,为了防止隔热层1内层表面的碳纤维材料吸附杂质,可以在隔热层1的内表面连接上一层不锈钢。这样设置,大大地减小了清理隔热层1内表面杂质的难度。优选地,隔热层1的内表面上连接上的材料与出气管2的材料相同。
优选地,隔热出气装置9中的出气管2为钼管。由于含钼的材料具有很多优点,如下:钼的强度大,耐高温,不容易出现变形问题;钼不容易与其他杂质产生反应,耐腐蚀;钼表面光滑而且孔径足够大,杂质不容易吸附在其表面;在不锈钢中加入钼,可以改善钢的耐腐蚀性;在铸铁中加入钼,可以提高铁的强度和耐磨性能。因此,此处出气管2选用含钼的材料。优选地,选用含钼18%的镍基超合金制作这种钼管,因为这种合金具有熔点高,密度低和热膨胀系数小等特点。
优选地,隔热出气装置9中隔热层1上的开口11的直径为30~40mm,且出气管2的外直径比开口11的直径大0.5~2mm。此处,隔热层1的开口11与出气管2选用过盈配合的方法使其紧固安装,以防止由于前后温差过大引起的热胀冷缩使出气管2脱离隔热层1的开口。
优选地,隔热出气装置9中隔热层1的开口11的直径为35mm,且出气管2的外直径为36mm。
优选地,隔热出气装置9中隔热层1上设有多个开口11。如果开口11的个数太少,杂质的排出速度较慢,会影响多晶硅锭的生产效率;如果开口11的个数太多,会使出气量太大,保温的效果也会降低;因此,此处需根据实际情况设置合理个数的开口11。优选地,隔热层1上设有八个开口11。
优选地,隔热出气装置9中隔热层1上开有进气口12和长晶测量口13,出气管2围绕进气口12设置,长晶测量口13与出气管2的距离小于出气管2与进气口12之间的距离。空气从进气口12进入后,在铸锭炉10中经过利用后再携带着杂质从周边的各个出气管2中流出,因此,应该把出气管2围绕进气口12设置,这样有利于气体的利用和排出。而长晶测量口13是用于测量多晶硅锭的,因此应该设置在进气口12和出气管2之间的对应生成多晶硅锭的坩埚部分的上部。
作为本实用新型的第二个方面,如图1所示,提供了一种铸锭炉10,包括隔热出气装置9、加热器3和坩埚4,且加热器3设置在隔热出气装置9的下方,坩埚4设置在加热器3的下方,隔热出气装置9为上述的隔热出气装置9。该铸锭炉10可以在温度在1600度以上时,始终保持气路通畅,并且清理杂质时难度比较小,提高了多晶硅锭的质量和生产效率。
优选地,铸锭炉10还包括石墨侧板5、石墨底板6、散热部7和保温层8,且石墨侧板5设置在坩埚4的外侧并与坩埚4相连,石墨底板6设置在坩埚4的下方并与坩埚4相连,散热部7设置在石墨底板6的下方并与石墨底板6相连,保温层8围绕坩埚4的侧壁设置。多晶硅锭在生产过程中,需要始终保持较高的温度,此处围绕坩埚4设置了石墨侧板5、石墨底板6和保温层8,可以减少热量的散失;在生产完成后,由于需要尽快地降低温度,及时对杂质进行清理,此处在紧靠坩埚4与石墨底板6下方设置了散热部7,可以保证在停止生产时及时地散发热量,降低铸锭炉10中的温度。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已,并不用于限制本实用新型,对于本领域的技术人员来说,本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种隔热出气装置,其特征在于,包括:
隔热层(1),所述隔热层(1)上设置有开口(11);
出气管(2),固定地安装在所述开口(11)内;
其中,所述隔热层(1)上开有进气口(12)和长晶测量口(13),所述出气管(2)围绕所述进气口(12)设置,所述长晶测量口(13)与所述出气管(2)的距离小于所述出气管(2)与所述进气口(12)之间的距离。
2.根据权利要求1所述的隔热出气装置,其特征在于,所述隔热层(1)包括碳条,所述开口(11)设置在所述碳条上。
3.根据权利要求1所述的隔热出气装置,其特征在于,所述出气管(2)为不锈钢制成。
4.根据权利要求1所述的隔热出气装置,其特征在于,所述出气管(2)为钼管。
5.根据权利要求1所述的隔热出气装置,其特征在于,所述开口(11)的直径为30~40mm,且所述出气管(2)的外直径比所述开口(11)的直径大0.5~2mm。
6.根据权利要求5所述的隔热出气装置,其特征在于,所述开口(11)的直径为35mm,且
所述出气管(2)的外直径为36mm。
7.根据权利要求1所述的隔热出气装置,其特征在于,所述隔热层(1)上设有多个所述开口(11)。
8.一种铸锭炉,包括隔热出气装置、加热器(3)和坩埚(4),且所述加热器(3)设置在所述隔热出气装置的下方,所述坩埚(4)设置在所述加热器(3)的下方,其特征在于,所述隔热出气装置为权利要求1至7中的任一项所述的隔热出气装置。
9.根据权利要求8所述的铸锭炉,其特征在于,所述铸锭炉还包括石墨侧板(5)、石墨底板(6)、散热部(7)和保温层(8),且所述石墨侧板(5)设置在所述坩埚(4)的外侧并与所述坩埚(4)相连,所述石墨底板(6)设置在所述坩埚(4)的下方并与所述坩埚(4)相连,所述散热部(7)设置在所述石墨底板(6)的下方并与所述石墨底板(6)相连,所述保温层(8)围绕所述坩埚(4)的侧壁设置。
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