CN205368540U - 多晶硅铸锭炉 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种多晶硅铸锭炉，包括炉体、保温笼、坩埚和护板，所述保温笼安装在所述炉体中，所述保温笼包括保温底板，所述保温底板的周缘开设有溢流孔；所述坩埚与所述护板均安装在所述保温笼内；所述护板围设在所述坩埚的外侧，所述坩埚内容纳有硅液，所述炉体的底壁上设有承接板，所述承接板上朝向所述溢流孔的表面的周缘开设有溢流槽；所述溢流槽的槽底壁设有熔断丝；所述坩埚内的硅液穿过所述溢流孔流入所述溢流槽时熔断所述熔断丝。本实用新型的多晶硅铸锭炉能够在发生硅液泄漏时及时、可靠、准确地报警，且多晶硅铸锭炉中的熔断丝安装简便，工艺性好。
Description
技术领域
本实用新型涉及太阳能电池铸锭技术领域，尤其涉及一种多晶硅铸锭炉。
背景技术
在太阳能光伏领域，普遍采用定向凝固的方法生产多晶硅铸锭。其基本原理是：将多晶硅原料装入坩埚内，再将坩埚放置在特定的热场系统中进行加热，固态多晶硅原料受热后熔化成硅液；之后熔融态的硅液从坩埚的底部开始冷却、结晶、逐渐向上生长，从而完成定向凝固过程。坩埚在高温时容易变形，所以一般在坩埚外用石墨板制造成组合式的石墨坩埚来对坩埚进行支撑。石墨板之间用石墨螺栓来固定，石墨板的接合处存在缝隙；另外坩埚还可能存在着肉眼和仪器无法检测出的缺陷，坩埚壁体上的薄弱区域在高温时可能会由于热应力集中而发生破裂，从而导致熔融硅液从石墨板缝隙中溢出。溢出的熔融态高温硅液极有可能造成炉体损坏或者安全事故。
现有的多晶硅铸锭炉能够对硅液溢流事件进行报警。具体的，多晶硅铸锭炉内的保温底板上设置有溢流孔，炉体底部铺设的保护棉上布置有一圈金属丝。溢出的高温硅液穿过溢流孔滴落到金属丝上，金属丝受热后将被熔断。熔断时，金属丝的电阻值发生瞬间变化而触发报警，以提醒设备操作人员注意。但是此种方案中，金属丝需要严格对准溢流孔，布置较为麻烦；而在长期使用中，金属丝的在保护棉上的位置容易产生偏差，极有可能不报警。当硅液发生微量溢出时，由于无法汇聚硅液，导致微量的硅液快速流过金属丝但并不足以将其熔断，从而无法在第一时间内报警，极有可能造成更严重的安全事故。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型提供了一种多晶硅铸锭炉，其中的熔断丝安装简便、可靠；且能够在发生硅液溢流时及时、准确地报警。
一种多晶硅铸锭炉，包括炉体、保温笼、坩埚和护板，所述保温笼安装在所述炉体中，所述保温笼包括保温底板，所述保温底板的周缘开设有溢流孔；所述坩埚与所述护板均安装在所述保温笼内；所述护板围设在所述坩埚的外侧，所述坩埚内容纳有硅液，所述炉体的底壁上设有承接板，所述承接板上朝向所述溢流孔的表面的周缘开设有溢流槽；所述溢流槽的槽底壁设有熔断丝；所述坩埚内的硅液穿过所述溢流孔流入所述溢流槽时熔断所述熔断丝。
其中，其特征在于，所述槽底壁的横截面呈V型。
其中，所述槽底壁的横截面呈弧形。
其中，所述槽底壁上还开设有容纳槽，所述熔断丝设于所述容纳槽中。
其中，所述溢流槽中固设有卡持部，所述熔断丝卡持在所述卡持部中。
其中，所述承接板为框体。
其中，所述炉体的底壁上还铺设有保护层，所述承接板设置在所述保护层上。
由此，本实施例的多晶硅铸锭炉，通过在炉体的底壁上设置承接板；在承接板上开设具有倾斜槽底壁的溢流槽，在溢流槽中设置熔断丝，承接板能够确保穿过溢流孔的高温硅液在流入溢流槽时将熔断丝熔断，进而能够在第一时间内触发报警；而采用熔断丝设于承接板的溢流槽中的安装方式，使得熔断丝不容易发生位置偏差且不易翘起，从而能够可靠地报警。并且由于承接板上设置了具有倾斜槽底壁的溢流槽，从而只需要承接板靠近溢流孔的正下方位置放置即可将高温硅液汇聚到溢流槽中，进而高温硅液将熔断丝熔断，而无需将熔断丝与溢流孔进行精确对位，因此熔断丝的安装也更加简便，工艺性更好。
附图说明
为更清楚地阐述本实用新型的构造特征和功效，下面结合附图与具体实施例来对其进行详细说明。
图1是本实用新型第一实施例的多晶硅铸锭炉的截面示意图。
图2是图1所示的多晶硅铸锭炉的另一方向的截面示意图。
图3是图2所示的承接板与熔断丝的安装方式的A-A截面示意图。
图4是本实用新型第二实施例的多晶硅铸锭炉中承接板与熔断丝的安装方式的A-A截面示意图。
具体实施例
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本实用新型保护的范围。
如图1所示，本实用新型第一实施例的多晶硅铸锭炉10包括：炉体11、保温笼12、护板13和坩埚14。多晶硅铸锭炉10用于生产多晶硅铸锭。
保温笼12为安装在炉体11中的方形笼体，其包括一个方形的保温底板120。保温底板120的周缘开设有溢流孔121。具体的，保温底板120的各边缘均设有若干个溢流孔121。
护板13和坩埚14均安装在保温笼12内，护板13与坩埚14均在保温底板120之上。护板13由围设在坩埚14外侧的多个石墨板组成，护板13起到支撑、加强坩埚14的作用。坩埚14内盛装有硅液。本实施例中，护板13为石墨板，坩埚14使用石英材料制成；在其他实施例中，护板13与坩埚14可以使用其他耐高温材料制造。
如图1至图3所示，炉体11具有底壁110，底壁110上铺设有一层保护层111，保护层111由耐高温材料制成，例如由岩棉制造。保护层111具有隔热性能，能够进一步避免泄漏的高温硅液损坏炉体11，因而设置保护层111是一种优选的方案；当然，在其他实施例中，也可以不设置保护层111。
在保护层111上设置有承接板112。承接板112与保温底板120间隔相对，且靠近溢流孔121的正下方安装。如图2所示，承接板112为一个使用石英材料制成的方形框体，此种框体结构相较整板结构能够节省材料。承接板112可以是一体成型的框架整体；也可以是由若干条形件拼接而成的框体，其中互相拼接的条形件间可以留有间隙。承接板112起承接和引导高温硅液的作用。在其他实施例中，承接板112还可以使用其他耐高温、绝缘的材料制造和/或具有其他形状。例如，承接板112为使用氮化硅或者耐高温陶瓷材料制成的整块方形板。
如图2和图3所示，承接板112上开设有溢流槽113，溢流槽113槽底壁的横截面呈V型。溢流槽113沿承接板112的延伸方向分布在承接板112上朝向溢流孔121的一面的周缘。溢流槽113覆盖了保温底板120上靠近各溢流孔121正下方的区域。在其他实施例中，溢流槽113可以为其他具有倾斜槽底壁的凹槽，以便于将流入溢流槽113中的高温硅液进行汇聚。例如，溢流槽113槽底壁的横截面呈弧形。
溢流槽113的槽底壁固设有熔断丝114，熔断丝114沿溢流槽113的延伸方向分布。熔断丝114的两端均接入控制器15。控制器15能够监测熔断丝114构成的回路的电阻值并在所述电阻值异常时发出警报。
熔断丝114为耐高温的金属丝，例如，为由硅基合金、钨基合金、钛基合金、镍基合金或钼基合金等制造的金属丝。在其他实施例中，熔断丝114并不是固定在溢流槽113中，而是在溢流槽113中可活动。
进一步的，在其他实施例中，为了更加可靠地固定熔断丝114，溢流槽113中还设有卡持部(图未示)，熔断丝114卡持在所述卡持部中。例如，所述卡持部包括但不限于箍环、卡勾等。
当高温硅液发生泄漏，从护板13的缝隙中溢出、穿过溢流孔121而滴落到承接板112上时，承接板112将高温硅液导入溢流槽113中。由于溢流槽113的形状与相对各溢流孔121的位置，高温硅液能够流入溢流槽113，并汇聚在溢流槽113的槽底。熔断丝114遇到高温硅液时自动熔断，其电阻值瞬间发生变化，从而触发控制器15发出警报。
由此，本实施例的多晶硅铸锭炉10，通过在炉体11的底部110设置承接板112；在承接板112上开设具有倾斜槽底壁的溢流槽113，在溢流槽113中固设熔断丝114，承接板112能够确保穿过溢流孔121的高温硅液在流入溢流槽113时将熔断丝114熔断，进而能够在第一时间内触发报警；而采用熔断丝114固设于承接板112的溢流槽113中的安装方式，使得熔断丝114不容易发生位置偏差且不易翘起，从而能够及时准确地报警。并且只需要承接板112放置在溢流孔121的正下方附近即可将高温硅液汇聚到溢流槽113中，而无需将熔断丝114与溢流孔121进行精确对位，因此安装也更加简便，工艺性良好。
如图4所示，在本实用新型第二实施例的多晶硅铸锭炉中，与上述第一实施例不同的是，溢流槽113的槽底壁还开设有容纳槽115。本实施例中，容纳槽115开设在溢流槽113的槽底壁的最低点位置，并沿着槽底壁的延伸方向延伸。熔断丝114容纳于容纳槽115中。容纳槽115不但能更加牢固地容置熔断丝114，还能进一步起到汇聚流入溢流槽113中的高温硅液的作用，确保高温硅液熔断熔断丝114，从而进一步提升了报警的可靠性。
以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易的想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (7)
1.一种多晶硅铸锭炉，包括炉体、保温笼、坩埚和护板，所述保温笼安装在所述炉体中，所述保温笼包括保温底板，所述保温底板的周缘开设有溢流孔；所述坩埚与所述护板均安装在所述保温笼内；所述护板围设在所述坩埚的外侧，所述坩埚内容纳有硅液，其特征在于，
所述炉体的底壁上设有承接板，所述承接板上朝向所述溢流孔的表面的周缘开设有溢流槽；所述溢流槽的槽底壁设有熔断丝；所述坩埚内的硅液穿过所述溢流孔流入所述溢流槽时熔断所述熔断丝。
2.根据权利要求1所述的多晶硅铸锭炉，其特征在于，所述槽底壁的横截面呈V型。
3.根据权利要求1所述的多晶硅铸锭炉，其特征在于，所述槽底壁的横截面呈弧形。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的多晶硅铸锭炉，其特征在于，所述槽底壁上还开设有容纳槽，所述熔断丝设于所述容纳槽中。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的多晶硅铸锭炉，其特征在于，所述溢流槽中固设有卡持部，所述熔断丝卡持在所述卡持部中。
6.根据权利要求1-3中任一项所述的多晶硅铸锭炉，其特征在于，所述承接板为框体。
7.根据权利要求1-3中任一项所述的多晶硅铸锭炉，其特征在于，所述炉体的底壁上还铺设有保护层，所述承接板设置在所述保护层上。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN113564702A (zh) * | 2021-07-19 | 2021-10-29 | 江苏拓正茂源新能源有限公司 | 一种多晶硅铸锭炉的炉体保护装置 |
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- 2016-02-18 CN CN201620127103.9U patent/CN205368540U/zh not_active Expired - Fee Related
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