CN207276779U - 多晶硅铸锭炉的分层式侧加热器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种多晶硅铸锭炉的分层式侧加热器，涉及光伏设备铸锭技术领域，包括顶加热器和侧加热器，侧加热器包括均呈方形的上层侧加热器和下层侧加热器，上层侧加热器与顶加热器并联组成上层并联单元，下层侧加热器独立控制，顶加热器与上层侧加热器之间设有连接的上层侧三向吊臂，下层侧加热器与上层侧加热器之间设有连接的下层侧吊臂，下层侧吊臂与上层侧加热器在交叠位置设有用以隔离两者的绝缘垫片。本实用新型将上层侧加热器与顶加热器组成并联单元，下层侧加热器独立控制，侧加热器分为两层加热，两层之间的间距可调，从而可有效控制上下温度梯度，消除阴影；在长晶后期，可单独控制下层侧加热器关闭，从而减少能源损耗。
Description
技术领域
本实用新型涉及光伏设备铸锭技术领域，特别是涉及一种多晶硅铸锭炉的分层式侧加热器。
背景技术
多晶硅铸锭炉是光伏行业中上游的关键设备，主要用于太阳能级多晶硅锭的生产。加热器作为多晶硅铸锭炉的核心部件，对炉内温场控制起着至关重要的作用。
现有技术中，铸锭炉普遍使用的加热器有五面加热（顶加热器和侧加热器）和六面加热（顶加热器、侧加热器和底加热器）两种。但无论哪种加热器，侧加热器均采用单层加热控制，无法灵活控制长晶温度梯度。长晶后期，侧加热器功率不变，晶体内温度梯度靠提高隔热笼高度散热维持，增加了能源消耗。
实用新型内容
本实用新型针对上述技术问题，克服现有技术的缺点，提供一种多晶硅铸锭炉的分层式侧加热器，可有效控制温度梯度，减少能源损耗。
为了解决以上技术问题，本实用新型提供一种多晶硅铸锭炉的分层式侧加热器，包括顶加热器和侧加热器，侧加热器包括均呈方形的上层侧加热器和下层侧加热器，上层侧加热器与顶加热器并联组成上层并联单元，下层侧加热器独立控制，顶加热器与上层侧加热器之间设有连接的上层侧三向吊臂，下层侧加热器与上层侧加热器之间设有连接的下层侧吊臂，下层侧吊臂与上层侧加热器在交叠位置设有用以隔离两者的绝缘垫片。
技术效果：本实用新型将上层侧加热器与顶加热器组成并联单元，下层侧加热器独立控制，侧加热器分为两层加热，两层之间的间距可调，从而可有效控制上下温度梯度，消除阴影；在长晶后期，可单独控制下层侧加热器关闭，从而减少能源损耗；此外，设置多个上层侧三向吊臂和下层侧吊臂，有利于改善热场和感应电磁场的均匀性。
本实用新型进一步限定的技术方案是：
进一步的，顶加热器的相电流IT与上层侧加热器的相电流IS-UP的关系满足0.3IT<IS-UP<2IT，下层侧加热器的相电流随热场调整。
前所述的多晶硅铸锭炉的分层式侧加热器，顶加热器顶部与上层侧加热器顶部之间的垂直距离d1>10mm，上层侧加热器中心与下层侧加热器顶部之间的垂直距离d2>0mm。
前所述的多晶硅铸锭炉的分层式侧加热器，上层并联单元采用三相三电极连接、两相两电极连接、三向四电极连接中的任意一种连接方式。
前所述的多晶硅铸锭炉的分层式侧加热器，下层侧加热器采用三相三电极连接、两相两电极连接、三相四电极连接中的任意一种连接方式。
前所述的多晶硅铸锭炉的分层式侧加热器，上层并联单元与下层侧加热器之间采用三相三电极连接、两相两电极连接、三向四电极连接中的任意一种连接方式。
前所述的多晶硅铸锭炉的分层式侧加热器，绝缘垫片采用氧化锆陶瓷片、氮化硼陶瓷片、氧化铝陶瓷片中的任意一种。
前所述的多晶硅铸锭炉的分层式侧加热器，顶加热器包括呈旋转对称的三片蛇形电阻片，上层侧加热器与下层侧加热器均包括四片蛇形侧加热器单体和四片蛇形连接角板，蛇形侧加热器单体具有均匀的蛇形周期，蛇形连接角板的蛇形周期与蛇形侧加热器单体的单个周期相同，蛇形连接角板连接相邻蛇形侧加热器单体，上层侧三向吊臂设置三个且剖面呈“7”字型，其水平凸出部位的两端分别连接相邻蛇形电阻片，其竖直延伸部位的末端连接上层侧加热器的蛇形侧加热器单体。
前所述的多晶硅铸锭炉的分层式侧加热器，顶加热器包括呈旋转对称的三片蛇形电阻片，上层侧加热器与下层侧加热器均包括四片板状侧加热器单体和四片折弯连接角板，折弯连接角板连接相邻板状侧加热器单体，上层侧三向吊臂设置三个且剖面呈“7”字型，其水平凸出部位的两端分别连接相邻蛇形电阻片，其竖直延伸部位的末端连接上层侧加热器的板状侧加热器单体。
前所述的多晶硅铸锭炉的分层式侧加热器，下层侧吊臂设置三个且剖面呈“7”字型，其竖直延伸部位贴近上层侧加热器处设有支承槽，绝缘垫片呈“L”型并贴附于支承槽内，上层侧加热器卡设于支承槽与绝缘垫片内侧。
本实用新型的有益效果是：
（1）本实用新型的蛇形侧加热器单体具有旋转对称性，每片覆盖的顶部加热面积相等，保证了顶部加热的均匀性；
（2）本实用新型的蛇形侧加热器单体的单个周期和蛇形连接角板的蛇形周期相同，均匀而紧致的蛇形周期保证了加热的均匀性，同时保证了四角发热的均匀性；
（3）本实用新型的下层侧吊臂既可以连接下层侧加热器，又可以通过支承槽及“L”型绝缘垫片托起上层侧加热器，为上层侧加热器提供足够的支撑强度，保证下层侧吊臂与上层侧加热器在交叠部位不接触；
（4）本实用新型的上层侧三向吊臂的结构设计合理，同时连接了上层侧加热器和顶加热器，该连接方式有效节约了顶部空间；
（5）本实用新型的折弯连接角板覆盖的角部面积较小，既保证了折弯连接角板的强度，又保证了角部发热均匀；
（6）本实用新型的单层侧加热器可以为密集蛇形，也可以为板型，增加了侧加热器强度，延长了加热器的使用寿命，蛇形结构每相加热周期严格相等，保证热场均匀。
附图说明
图1为顶加热器与侧加热器的位置示意图；
图2为三相三电极连接电路图；
图3为两相两电极连接电路图；
图4为三相四电极连接电路图；
图5为实施例1的整体结构示意图；
图6为实施例1的绝缘垫片示意图；
图7为实施例2的整体结构示意图；
其中：1、顶加热器；1a、蛇形电阻片；2、侧加热器；201、上层侧加热器；202、下层侧加热器；2a、蛇形侧加热器单体；2b、蛇形连接角板；2c、板状侧加热器单体；2d、折弯连接角板；3、上层侧三向吊臂；4、下层侧吊臂；4a、支承槽。
具体实施方式
实施例1
本实施例提供的一种多晶硅铸锭炉的分层式侧加热器，结构如图1、5、6所示。
该分层式侧加热器应用于G6顶侧独立控制双电源铸锭炉（5面加热），包括顶加热器1和侧加热器2。侧加热器2包括均呈方形的上层侧加热器201和下层侧加热器202，上层侧加热器201与顶加热器1并联组成上层并联单元，下层侧加热器202独立控制。顶加热器1顶部与上层侧加热器201顶部之间的垂直距离d1>10mm，上层侧加热器201中心与下层侧加热器202顶部之间的垂直距离d2>0mm，上层侧加热器201与与下层侧加热器202可不在同一平面内。
上层并联单元的连接方式可采用三相三电极连接、两相两电极连接、三向四电极连接中的任意一种。下层侧加热器202的连接方式，以及上层并联单元与下层侧加热器202之间的连接方式均可采用前述三种方式中的任意一种。三种连接方式的等效电路图如图2-4所示，其中，RT为顶加热器1等效电阻，RS为侧加热器2等效电阻，B与B'为同相。三相三电极连接和三相四电极连接的连接端A、B/B'、C的连接相位相差120°的交流电源，两相电极连接的连接端A、B可为交流电源或直流电源，三向四电极连接法的连接端B与B'接同相。顶加热器1的相电流IT与上层侧加热器201的相电流IS-UP的关系满足0.3IT<IS-UP<2IT，下层侧加热器202的相电流随热场调整。
顶加热器1包括呈旋转对称的三片蛇形电阻片1a。上层侧加热器201与下层侧加热器202均包括四片蛇形侧加热器单体2a和四片蛇形连接角板2b，蛇形连接角板2b连接相邻蛇形侧加热器单体2a。蛇形侧加热器单体2a具有均匀的蛇形周期，蛇形连接角板2b的蛇形周期与蛇形侧加热器单体2a的单个周期相同。
本实施例的顶加热器1与上层侧加热器201之间设有连接的三个上层侧三向吊臂3，即在保温层以内连接，保温层以外连铜电极。上层侧三向吊臂3剖面呈“7”字型，其水平凸出部位的两端分别连接相邻蛇形电阻片1a，其竖直延伸部位的末端连接上层侧加热器201的蛇形侧加热器单体2a。除本实施例的前述方式以外，还可采用保温层以外软连接，然后接铜电极的方式，此处不做详解。
下层侧加热器202与上层侧加热器201之间设有连接的三个下层侧吊臂4。下层侧吊臂4剖面呈“7”字型，其竖直延伸部位与上层侧加热器201在交叠位置设有支承槽4a。下层侧吊臂4上设有呈“L”型并贴附于支承槽4a内的绝缘垫片，上层侧加热器201卡设于支承槽4a与绝缘垫片内侧。绝缘垫片可采用氧化锆陶瓷片、氮化硼陶瓷片、氧化铝陶瓷片中的任意一种，用以将上层侧加热器201与下层侧吊臂4隔离。
实施例2
本实施例提供的一种多晶硅铸锭炉的分层式侧加热器，结构如图7所示。
该分层式侧加热器应用于G6顶侧独立控制双电源铸锭炉（5面加热），与实施例1的区别在于：上层侧加热器201与下层侧加热器202均包括四片板状侧加热器单体2c和四片折弯连接角板2d，折弯连接角板2d连接相邻板状侧加热器单体2c。上层侧三向吊臂3的竖直延伸部位的末端连接上层侧加热器201的板状侧加热器单体2c。
实施例1、实施例2为两个优选实施例，顶加热器1和上层侧加热器201的形状均可改变，只要上层侧加热器201与顶加热器1组成并联单元，下层侧加热器202独立控制即可。本实用新型提供的加热器结构，可用于现有G6、G7、G8的顶侧独立控制的双电源铸锭炉或者顶、侧、底独立控制的三电源铸锭炉。
除上述实施例外，本实用新型还可以有其他实施方式；凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本实用新型要求的保护范围。
Claims (10)
1.一种多晶硅铸锭炉的分层式侧加热器，包括顶加热器（1）和侧加热器（2），其特征在于：所述侧加热器（2）包括均呈方形的上层侧加热器（201）和下层侧加热器（202），所述上层侧加热器（201）与顶加热器（1）并联组成上层并联单元，所述下层侧加热器（202）独立控制，所述顶加热器（1）与上层侧加热器（201）之间设有连接的若干上层侧三向吊臂（3），所述下层侧加热器（202）与上层侧加热器（201）之间设有连接的若干下层侧吊臂（4），所述下层侧吊臂（4）与上层侧加热器（201）在交叠位置设有用以隔离两者的绝缘垫片。
2.根据权利要求1所述的多晶硅铸锭炉的分层式侧加热器，其特征在于：所述顶加热器（1）的相电流IT与上层侧加热器（201）的相电流IS-UP的关系满足0.3IT<IS-UP<2IT，所述下层侧加热器（202）的相电流随热场调整。
3.根据权利要求1所述的多晶硅铸锭炉的分层式侧加热器，其特征在于：所述顶加热器（1）顶部与上层侧加热器（201）顶部之间的垂直距离d1>10mm，所述上层侧加热器（201）中心与下层侧加热器（202）顶部之间的垂直距离d2>0mm。
4.根据权利要求1所述的多晶硅铸锭炉的分层式侧加热器，其特征在于：所述上层并联单元采用三相三电极连接、两相两电极连接、三向四电极连接中的任意一种连接方式。
5.根据权利要求4所述的多晶硅铸锭炉的分层式侧加热器，其特征在于：所述下层侧加热器（202）采用三相三电极连接、两相两电极连接、三相四电极连接中的任意一种连接方式。
6.根据权利要求5所述的多晶硅铸锭炉的分层式侧加热器，其特征在于：所述上层并联单元与下层侧加热器（202）之间采用三相三电极连接、两相两电极连接、三向四电极连接中的任意一种连接方式。
7.根据权利要求1所述的多晶硅铸锭炉的分层式侧加热器，其特征在于：所述绝缘垫片采用氧化锆陶瓷片、氮化硼陶瓷片、氧化铝陶瓷片中的任意一种。
8.根据权利要求1所述的多晶硅铸锭炉的分层式侧加热器，其特征在于：所述顶加热器（1）包括呈旋转对称的三片蛇形电阻片（1a），所述上层侧加热器（201）与下层侧加热器（202）均包括四片蛇形侧加热器单体（2a）和四片蛇形连接角板（2b），所述蛇形侧加热器单体（2a）具有均匀的蛇形周期，所述蛇形连接角板（2b）的蛇形周期与蛇形侧加热器单体（2a）的单个周期相同，所述蛇形连接角板（2b）连接相邻蛇形侧加热器单体（2a），所述上层侧三向吊臂（3）设置三个且剖面呈“7”字型，其水平凸出部位的两端分别连接相邻蛇形电阻片（1a），其竖直延伸部位的末端连接上层侧加热器（201）的蛇形侧加热器单体（2a）。
9.根据权利要求1所述的多晶硅铸锭炉的分层式侧加热器，其特征在于：所述顶加热器（1）包括呈旋转对称的三片蛇形电阻片（1a），所述上层侧加热器（201）与下层侧加热器（202）均包括四片板状侧加热器单体（2c）和四片折弯连接角板（2d），所述折弯连接角板（2d）连接相邻板状侧加热器单体（2c），所述上层侧三向吊臂（3）设置三个且剖面呈“7”字型，其水平凸出部位的两端分别连接相邻蛇形电阻片（1a），其竖直延伸部位的末端连接上层侧加热器（201）的板状侧加热器单体（2c）。
10.根据权利要求8或9所述的多晶硅铸锭炉的分层式侧加热器，其特征在于：所述下层侧吊臂（4）设置三个且剖面呈“7”字型，其竖直延伸部位贴近上层侧加热器（201）处设有支承槽（4a），所述绝缘垫片呈“L”型并贴附于支承槽（4a）内，所述上层侧加热器（201）卡设于支承槽（4a）与绝缘垫片内侧。
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| CN201721330654.6U CN207276779U (zh) | 2017-10-16 | 2017-10-16 | 多晶硅铸锭炉的分层式侧加热器 |
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|---|---|---|---|---|
| CN107523867A (zh) * | 2017-10-16 | 2017-12-29 | 镇江环太硅科技有限公司 | 一种多晶硅铸锭炉的分层式侧加热器 |
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