CN205205271U - 一种单晶炉热场 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种单晶炉热场，涉及单晶硅生产设备技术领域,包括炉体，炉体内设保温筒、加热器、石墨坩埚和石英坩埚，石英坩埚设置在石墨坩埚内，石英坩埚上方的导流筒与炉体内壁间设有隔热层，保温筒设置在石墨坩埚与炉体内壁之间、且在隔热层下方，保温筒与炉体内壁间设有保温层，保温层与炉体内壁之间设有保温罩，保温罩紧贴保温层设置。利用保温罩将保温筒外的保温层紧紧包裹住，避免保温层包裹不紧造成的保温效果差，同时也避免保温层的飞絮在气流作用下落入硅溶液造成晶棒断线，影响拉晶的成品率。本实用新型具有结构简单、保温效果好的优点，可减少热量损失，有效降低拉晶时的耗电量，从而降低单晶硅的生产成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及单晶硅生产设备技术领域,尤其涉及一种单晶炉热场。
背景技术
单晶炉热场由热场部件和保温材料构成，目前业内常用的单晶炉热场中，大部分采用在保温罩外壁直接缠绕保温碳毡的方式进行保温，保温罩一般采用石墨或者碳碳复合材料制作而成，保温碳毡常用粘胶基和聚丙烯晴基碳毡。这种热场结构由于良好的保温性能被业内广泛使用，但是研究资料表明一套单晶炉热场的加热器功率只有50%左右用来维持其长晶条件，其余的能量都消耗在环境中。
目前普遍使用的22寸单晶炉热场，等径功率平均达到60KW左右，成品率仅70%左右，而理论上拉晶成品率可达80%以上。从实际和理论的差值可以看出，现有单晶炉热场存在以下缺陷：（1）保温效果不佳：过高的拉晶功率不仅降低了石墨件的使用寿命，还加大了耗电量，使得单晶硅棒的拉晶成本增加，从而降低了太阳能单晶硅片的利润；（2）拉晶成品率低：现有的热场结构在拉晶过程中容易产生断棱，使得整棒率和成晶率偏低。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种结构简单、保温效果好的单晶炉热场，可减少热量损失，有效降低耗电量，降低单晶硅的生产成本。
为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是：
一种单晶炉热场，包括炉体，炉体内设保温筒、加热器、石墨坩埚和石英坩埚，石英坩埚设置在石墨坩埚内，石英坩埚上方的导流筒与炉体内壁间设有隔热层，保温筒设置在石墨坩埚与炉体内壁之间、且在隔热层下方，保温筒与炉体内壁间设有保温层，保温层与炉体内壁之间设有保温罩，保温罩紧贴保温层设置。
优选的，所述保温筒自上而下为上保温筒、中保温筒和下保温筒，所述保温层自上而下为上保温层、中保温层和下保温层，所述上保温筒内径小于中保温层和下保温筒内径，所述上保温筒设置在加热器上方且与中保温筒密封连接，所述上保温层和中保温层外径相同、且与炉体内壁间设有间隙，所述下保温层里外侧分别与下保温筒外壁和炉体内壁接触，所述保温罩为圆筒状、紧贴上保温层和中保温层外壁。
优选的，所述上保温层、中保温层和下保温层的材质为粘胶基碳毡或聚丙烯晴基碳毡。
优选的，所述保温罩的材质为石英。
优选的，所述保温罩的厚度为10-12mm，且上下两端分别与上保温层上沿和中保温层下沿平齐。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：在炉体内壁与保温层之间设置保温罩，利用保温罩将保温筒外的保温层紧紧包裹住，避免保温层包裹不紧造成的保温效果差，同时也避免保温层的飞絮在气流作用下落入硅溶液造成晶棒断线，影响拉晶的成品率。本实用新型具有结构简单、保温效果好的优点，可减少热量损失，有效降低拉晶时的耗电量，从而降低单晶硅的生产成本。
附图说明
图1是本实用新型实施例的结构示意图；
图中：1-炉体，2-保温筒，3-加热器，4-石墨坩埚，5-石英坩埚，6-保温层，7-保温罩，8-导流筒，9-隔热层，21-上保温筒，22-中保温筒，23-下保温筒，61-上保温层，62-中保温层，63-下保温层。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
如图1所示的一种单晶炉热场，包括炉体1，炉体1内设保温筒2、加热器3、石墨坩埚4和石英坩埚5，石英坩埚5设置在石墨坩埚4内，石英坩埚5上方的导流筒8与炉体1内壁间设有隔热层9，保温筒2设置在石墨坩埚4与炉体1内壁之间、且在隔热层9下方，保温筒2与炉体1内壁间设有保温层6，保温层6与炉体1内壁之间设有保温罩7，保温罩7紧贴保温层6设置。
其中，所述保温筒2自上而下为上保温筒21、中保温筒22和下保温筒23，所述保温层6自上而下为上保温层61、中保温层62和下保温层63，所述上保温筒21内径小于中保温筒22和下保温筒23内径，所述上保温筒21设置在加热器3上方且与中保温筒22密封连接，所述上保温层61和中保温层62外径相同、且与炉体1内壁间设有间隙，所述下保温层63里外侧分别与下保温筒23外壁和炉体1内壁接触，所述保温罩7为圆筒状、紧贴上保温层61和中保温层62外壁。所述保温罩7的厚度为10-12mm，且上下两端分别与上保温层61上沿和中保温层62下沿平齐。
所述上保温层61、中保温层62和下保温层63的材质为粘胶基碳毡或聚丙烯晴基碳毡，所述保温罩7材质为石英。
通过在炉体1内壁与保温层6之间设置保温罩7，利用保温罩7将上保温筒21及中保温筒22外的上保温层61及中保温层62紧紧包裹住，避免上保温层61及中保温层62的保温碳毡受缠绕方式限制导致包裹不紧，随着时间延长会越来越松弛，造成保温效果越来越差；同时由于保温碳毡是压缩而成的，有碳毡毛附着，设备运行过程在高温和氩气气流作用下，上保温层61及中保温层62的保温碳毡飞絮会落入硅溶液造成晶棒断线，影响拉晶的成品率。利用石英制成的保温罩7能够使上保温层61及中保温层62的保温碳毡紧密缠绕在上保温筒21及中保温筒22外围，加强了保温效果，隔绝保温碳毡和炉壁接触，防止热量流失，降低单晶炉运行功率约5kw；同时，石英保温罩7能有效防止保温碳毡毛在高温条件下，随着氩气气流进入硅溶液，提高了整棒率和拉晶成品率。本实用新型与原有热场的数据对比如表1所示：
综上所述，本实用新型具有结构简单、保温效果好的优点，可减少热量损失，有效降低拉晶时的耗电量，从而降低单晶硅的生产成本。
Claims (5)
1.一种单晶炉热场，包括炉体（1），炉体（1）内设保温筒（2）、加热器（3）、石墨坩埚（4）和石英坩埚（5），石英坩埚（5）设置在石墨坩埚（4）内，石英坩埚（5）上方的导流筒（8）与炉体（1）内壁间设有隔热层（9），保温筒（2）设置在石墨坩埚（4）与炉体（1）内壁之间、且在隔热层（9）下方，保温筒（2）与炉体（1）内壁间设有保温层（6），其特征在于：保温层（6）与炉体（1）内壁之间设有保温罩（7），保温罩（7）紧贴保温层（6）设置。
2.根据权利要求１所述的单晶炉热场，其特征在于：所述保温筒（2）自上而下为上保温筒（21）、中保温筒（22）和下保温筒（23），所述保温层（6）自上而下为上保温层（61）、中保温层（62）和下保温层（63），所述上保温筒（21）内径小于中保温筒（22）和下保温筒（23）内径，所述上保温筒（21）设置在加热器（3）上方且与下保温筒（22）密封连接，所述上保温层（61）和中保温层（62）外径相同、且与炉体（1）内壁间设有间隙，所述下保温层（63）里外侧分别与下保温筒（23）外壁和炉体（1）内壁接触，所述保温罩（7）为圆筒状、紧贴上保温层（61）和下保温层（62）外壁。
3.根据权利要求2所述的单晶炉热场，其特征在于：所述上保温层（61）、中保温层（62）和下保温层（63）的材质为粘胶基碳毡或聚丙烯晴基碳毡。
4.根据权利要求１所述的单晶炉热场，其特征在于：所述保温罩（7）的材质为石英。
5.根据权利要求１所述的单晶炉热场，其特征在于：所述保温罩（7）的厚度为10-12mm，且上下两端分别与上保温层（61）上沿和中保温层（62）下沿平齐。
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