CN207738894U - 一种油冷型单晶炉横向磁场系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及太阳能电池半导体制造技术，旨在提供一种油冷型单晶炉横向磁场系统，包括支架、横梁、耳朵架、磁极、导磁块、油冷系统、电磁控制系统、磁极温度监测系统。本实用新型磁场强度可调、磁极间距可调，可以适用不同炉型；本实用新型重量轻、结构合理，可以在现有单晶炉上快速安装；本实用新型油冷系统设计巧妙，方便后期维修保养；本实用新型有温度监测系统，可以提高设备安全性。

Description

一种油冷型单晶炉横向磁场系统

技术领域

本实用新型是关于太阳能电池半导体制造技术领域，特别涉及一种油冷型单晶炉横向磁场系统。

背景技术

太阳能作为一种可再生能源，日益受到国家的重视，并且太阳能发电与水电、风电、核电等相比，太阳能发电没有任何排放和噪声，应用技术成熟，安全可靠。在光伏单晶硅的生长过程中，在高温下熔化成液体的硅料会产生强烈对流，对盛放硅料的石英坩埚产生冲刷，进而使得石英坩埚中的氧元素进入硅液，使得最终得到的单晶硅棒、单晶硅片中存在氧，由此单晶硅片制作的太阳能电池在使用过程中，硅片中混杂的氧会导致电池效率的衰减。这个问题已成为广大单晶硅生产企业所面临的重要问题。

对于现有单晶炉降低单晶硅氧含量的方法是增加磁场装置，抑制对流。目前在半导体级单晶硅生产中通常增加勾形磁场，来减少单晶硅氧含量，但是勾型磁场成本高，重量重，结构复杂，安装不方便，不能在光伏单晶硅行业大规模推广。目前光伏行业常用的方式是为现有单晶炉加装横向磁场系统，来抑制对流，降低氧含量。在查看一些横向磁场专利后，发现存在一些问题：①一些横向磁场使用水冷却，有腐蚀内部线圈的风险；②一些横向磁场使用油冷却，但是油路设计不合理，后期维修保养困难；③普遍没有实时温度监测系统，不能掌握2个磁极的温度状态，有一定风险；④一些横向磁场磁极间距不能调节，不能适用于不同炉型。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于克服现有技术中的不足，提供一种设备结构简单便于安装、油冷系统巧妙便于后期维护保养、磁极间距调节范围大、可适用于不同厂家不同型号单晶炉设备的油冷型横向磁场装置。为解决上述技术问题，本实用新型的解决方案是：

提供一种油冷型单晶炉横向磁场系统，包括支架、横梁、耳朵架、磁极、导磁块、油冷系统、电磁控制系统、磁极温度监测系统；

所述支架有两个，横梁设有一根，横梁的两端分别安装在对应的支架上；横梁的两端各开有若干安装螺纹孔(至少开有两组安装螺纹孔)，能根据炉型不同选择横梁上不同的安装螺纹孔安装耳朵架；所述耳朵架设有两个，两个耳朵架上对应开有若干对腰形孔(两个耳朵架上对应开有至少两对腰形孔)，根据不同的炉型，两个耳朵架利用一对腰型孔安装在横梁的一组安装螺纹孔上，且横梁能在耳朵架的腰形孔内进行微调；

所述磁极包括线圈、铁芯、外壳，外壳上设有进油口和出油口，线圈安装在外壳中，线圈内安装有铁芯；磁极有两个，分别安装在两个耳朵架上，两个磁极水平对向安装，使左右两个磁极通电工作时相对并相吸，构成水平横向磁场；所述导磁块有两个，分别安装在对应的磁极上，导磁块能环抱住圆形的单晶炉，进行导磁并增强磁场强度；导磁块的安装位置能进行上下调节，以对磁场进行上下调节；

所述油冷系统包括油枕、管路、换热器、三通放油阀、油泵，管路设有两路，分别连接两个磁极；磁极的出油口与换热器连接，磁极的进油口与油泵连接；三通放油阀串联在在磁极和换热器之间的连接管路中通过油冷系统冷却后的冷却油直接入磁极，和磁极里的线圈直接接触进行热交换，然后排出，热油通过换热器进行降温，以实现对磁极进行冷却，防止磁极内部高温；

所述电磁控制系统包括电源柜和电控柜，用于无级调节电流大小，从而无级调节磁场强度，并对油冷系统的运行进行控制；所述电源柜作为整个油冷型单晶炉横向磁场系统的动力源，提供油冷型单晶炉横向磁场系统所需的直流电，电源柜的输入为380V交流电，输出三路直流电，分别连接两个个磁极和油泵；所述电控柜连接在电源柜上，作为整个油冷型单晶炉横向磁场系统的控制系统，用于控制整个油冷型单晶炉横向磁场系统的运行(控制系统开闭、控制电源柜输出电压和电流来磁场强度、控制油冷系统)；

所述磁极温度监测系统包括两个温度传感器和两个报警器；两个温度传感器分别安装在对应磁极的侧边，用于实时监测两个磁极的温度；两个报警器安装在电控柜上，用于磁极高温报警。

作为进一步的改进，所述磁极的外壳，进油口设置在底部，出油口设置在顶部。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型磁场强度可调、磁极间距可调，可以适用不同炉型。

2、本实用新型重量轻、结构合理，可以在现有单晶炉上快速安装。

3、本实用新型油冷系统设计巧妙，方便后期维修保养。

4、本实用新型有温度监测系统，可以提高设备安全性。

5、本实用新型能够有效抑制硅熔液对流从而降低单晶硅棒的氧含量提高单晶硅片的质量。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型中换热器的示意图。

图3为本实用新型中油泵的示意图。

图4为本实用新型中三通放油阀的示意图。

图5为本实用新型中油枕的示意图。

图6为本实用新型中油冷系统的油路示意框图

图中的附图标记为：1支架；2横梁；3耳朵架；4磁极；5导磁块；6油枕；7油泵；8换热器；9三通放油阀；10电源柜；11电控柜。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述：

如图1所示的一种油冷型单晶炉横向磁场系统，包括支架1、横梁2、耳朵架3、磁极4、导磁块5、油冷系统、电磁控制系统、磁极温度监测系统，能与单晶炉配套使用，且可以满足不同尺寸的单晶炉的需求。

所述支架1有两个，横梁2设有一根，横梁2的两端分别安装在对应的支架1上；横梁2两端各开有两组安装螺纹孔，能根据炉型不同选择横梁2上不同的安装螺纹孔安装耳朵架3。所述耳朵架3设有两个，两个耳朵架3上对应开有至少两对腰形孔，根据不同的炉型，两个耳朵架3利用一对腰型孔安装在横梁2的一组安装螺纹孔上，且横梁2能在耳朵架3的腰形孔内进行微调。

所述磁极4包括线圈、铁芯、外壳；外壳上设有进油口和出油口，线圈安装在外壳中，线圈内安装有铁芯。磁极4有两个，分别安装在两个耳朵架3上，两个磁极4水平对向安装，使左右两个磁极4通电工作时相对并相吸，构成水平横向磁场。所述导磁块5有两个，分别安装在两个磁极4上，导磁块5外形可以环抱住圆形的单晶炉，可以有效导磁，增强磁场强度；导磁块5的安装位置能进行上下调节，以对磁场进行上下调节。

如图2至图6所示，所述油冷系统包括油枕6、管路、换热器8、三通放油阀9、油泵7；所述的管路有两路，分别作为两个磁极4的油冷系统，磁极4的出油口与换热器8连接，磁极4的进油口与油泵7连接。三通放油阀9串联在在磁极4和换热器8之间连接管路中，在维修的时候可以非常方便地对磁极4进行放油，提高生产效率。通过油冷系统冷却后的冷却油直接入磁极4，和磁极4里的线圈直接接触进行热交换，然后排出，热油通过换热器8进行降温，以实现对磁极4进行冷却，防止磁极4内部高温。

所述电磁控制系统包括电源柜10和电控柜11，用于无级调节电流大小，从而无级调节磁场强度，并对油冷系统的运行进行控制。所述电源柜10是整个油冷型单晶炉横向磁场系统的动力源，用于提供油冷型单晶炉横向磁场系统所需的直流电，电源柜10的输入为380V交流电，输出三路直流电，分别连接两个磁极4和油泵7。所述电控柜11连接在电源柜10上，是整个油冷型单晶炉横向磁场系统的控制系统，用于控制整个油冷型单晶炉横向磁场系统的运行，包括控制系统开闭、控制电源柜10输出电压和电流来磁场强度、控制油冷系统。

所述磁极温度监测系统包括两个温度传感器和两个报警器。两个温度传感器分别安装在两个磁极4的侧边，用于实时监测两个磁极4的温度。两个报警器安装在控制柜上，用于磁极4高温报警。

工作时，首先电源柜10通电，然后按下控制柜上的运行开关，均匀调节两个磁极4的电流大小至目标电流，即可正常使用横向磁场。关闭横向磁场时首先均匀调节2个磁极4的电流大小至零，然后按下控制柜上的停止开关即可关闭横向磁场。

最后，需要注意的是，以上列举的仅是本实用新型的具体实施例。显然，本实用新型不限于以上实施例，还可以有很多变形。本领域的普通技术人员能从本实用新型公开的内容中直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本实用新型的保护范围。

Claims (2)

1.一种油冷型单晶炉横向磁场系统，其特征在于，包括支架、横梁、耳朵架、磁极、导磁块、油冷系统、电磁控制系统、磁极温度监测系统；

所述支架有两个，横梁设有一根，横梁的两端分别安装在对应的支架上；横梁的两端各开有若干安装螺纹孔，能根据炉型不同选择横梁上不同的安装螺纹孔安装耳朵架；所述耳朵架设有两个，两个耳朵架上对应开有若干对腰形孔，根据不同的炉型，两个耳朵架利用一对腰型孔安装在横梁的一组安装螺纹孔上，且横梁能在耳朵架的腰形孔内进行微调；

所述磁极包括线圈、铁芯、外壳，外壳上设有进油口和出油口，线圈安装在外壳中，线圈内安装有铁芯；磁极有两个，分别安装在两个耳朵架上，两个磁极水平对向安装，使左右两个磁极通电工作时相对并相吸，构成水平横向磁场；所述导磁块有两个，分别安装在对应的磁极上，导磁块能环抱住圆形的单晶炉，进行导磁并增强磁场强度；导磁块的安装位置能进行上下调节，以对磁场进行上下调节；

所述油冷系统包括油枕、管路、换热器、三通放油阀、油泵，管路设有两路，分别连接两个磁极；磁极的出油口与换热器连接，磁极的进油口与油泵连接；三通放油阀串联在在磁极和换热器之间的连接管路中通过油冷系统冷却后的冷却油直接入磁极，和磁极里的线圈直接接触进行热交换，然后排出，热油通过换热器进行降温，以实现对磁极进行冷却，防止磁极内部高温；

所述电磁控制系统包括电源柜和电控柜，用于无级调节电流大小，从而无级调节磁场强度，并对油冷系统的运行进行控制；所述电源柜作为整个油冷型单晶炉横向磁场系统的动力源，提供油冷型单晶炉横向磁场系统所需的直流电，电源柜的输入为380V交流电，输出三路直流电，分别连接两个个磁极和油泵；所述电控柜连接在电源柜上，作为整个油冷型单晶炉横向磁场系统的控制系统，用于控制整个油冷型单晶炉横向磁场系统的运行；

所述磁极温度监测系统包括两个温度传感器和两个报警器；两个温度传感器分别安装在对应磁极的侧边，用于实时监测两个磁极的温度；两个报警器安装在电控柜上，用于磁极高温报警。

2.根据权利要求1所述的一种油冷型单晶炉横向磁场系统，其特征在于，所述磁极的外壳，进油口设置在底部，出油口设置在顶部。