CN208424803U - 一种真空铸铝加热器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种真空铸铝加热器，包括导热板、套线管、不锈钢加热管及温度传感器；导热板安装在镀膜腔室内部，其材质为铝合金材质；套线管、不锈钢加热管及温度传感器的导线管穿过镀膜腔室的腔室下板并与导热板连接，不锈钢加热管及温度传感器的导线管置于套线管内部。导热板和不锈钢加热管及温度传感器的探头端铸造融合，传热效果好且测温更准确；密封垫片实现了套线管和法兰一的真空密封；法兰一与不锈钢加热管及温度传感器的导线管焊接或采用金属胶以实现真空密封及冷却降温；水冷却法兰密封件与镀膜腔室及套线管之间采用密封圈实现真空密封及冷却降温。

Description

一种真空铸铝加热器

技术领域

本实用新型涉及太阳能电池生产技术领域，尤其是一种等离子体化学增强气相沉积板式PECVD设备，提供了一种板式PECVD设备的专用真空铸铝加热器。

背景技术

常规能源资源的有限性和环境压力的增加，使世界上许多国家重新加强了对新能源和可再生能源技术发展的支持。新能源是二十一世纪世界经济发展中最具决定力的五大技术领域之一。太阳能是一种清洁、高效和永不衰竭的新能源。在实际中，各国政府都将太阳能资源利用作为国家可持续发展战略的重要内容。而光伏发电具有安全可靠、无噪声、无污染、制约少、故障率低、维护简便等优点，在我国西部广袤严寒、地形多样和居住分散的现实条件下，有着非常独特的作用。而太阳能电池是光伏发电设备的核心器件。

在太阳能电池生产过程中，电池镀膜工艺过程的镀膜腔室需要400-450℃的高温，腔室需要维持这一恒定温度以实现工艺的需求。同时需要在真空环境中完成镀膜工艺，镀膜腔室的真空度为1-500Pa。电池镀膜设备具有镀膜腔室温度高、真空度高的特点，常规的加热器无法满足上述需求。同时加热器需要具备长寿命、保温性能好、机械性能强、耐腐蚀等特点。

根据上述需求，加热器的材料及结构起到决定性的作用。其中，导热板和不锈钢加热管是需要结合在一起的，目前有一种技术方案是通过机械加工将导热板的型腔机械加工出来，将不锈钢加热管夹在中间，再通过摩擦焊的方式将上下型腔焊接，可以解决导热板和不锈钢加热管的真空密封问题，此种方式机械加工成本高，摩擦焊成本也较高，制作周期长。还有一种方式，通过铸造方式将导热板和不锈钢加热管结合在一起，由于铸造本身带有一定缺陷，铸造会产生气孔，无法实现导热板和不锈钢加热管的真空密封。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种真空铸铝加热器，包括导热板、套线管、不锈钢加热管及温度传感器；所述导热板安装在镀膜腔室内部；所述套线管、不锈钢加热管及温度传感器的导线管穿过镀膜腔室的腔室下板并与所述导热板连接，所述不锈钢加热管及温度传感器的导线管置于套线管内部。

经过对比现有各种材料，包含铝合金、不锈钢、碳钢等材料，选择铝合金作为导热板的材料，该铝合金材料导热性能好，表面温度均匀，可以有效消除设备的热点和冷点。

本实用新型中，导热板使用铸造式结构，即熔融状态下的铝合金直接浇筑在不锈钢加热管与导热板的连接处以将连接处的不锈钢加热管完全包裹，可以实现不锈钢加热管和导热板的无缝贴合，通电加热状态下的热传递效果更加优良。同时，温度传感器的探头端也使用同样方法密封连接，即熔融状态下的铝合金浇筑在温度传感器的探头端与导热板连接处以实现与导热板的无缝贴合，具有良好的传热性能，测温更精确。

进一步的，为解决套线管与法兰一之间真空密封问题，在法兰一与套线管之间应用密封垫片并使用螺钉锁紧以实现该处密封；同时，法兰一与不锈钢加热管之间使用氩弧焊等焊接方式密封或者采用金属胶密封连接，法兰一与温度传感器的导线管之间使用氩弧焊等焊接方式密封或者采用金属胶密封连接。

进一步的，为解决套线管和镀膜腔室的密封问题，在腔室下板的外壁通过螺钉安装有法兰二并通过密封圈二密封，法兰二与套线管之间通过密封圈一密封。

由于加热器的使用温度为400-450℃，加热器的套线管温度可达到200℃左右，如此高的温度下，密封圈的寿命及接线端的耐温性能都是一大问题。为解决不锈钢加热管的导线、温度传感器的导线接线端温度过高的问题及密封圈温度过高的问题，套线管端头的法兰一设置为水冷却法兰以通过冷却水实现对不锈钢加热管的导线、温度传感器的导线接线端的降温，并在法兰二的外部设置有法兰三，法兰二与法兰三之间通过密封圈一密封，并将法兰三设置为水冷却法兰以通过冷却水实现对密封圈的降温。

通过上述技术方案，本实用新型的有益效果为：

①使用铝合金作为导热板的材料，该材料使用广泛，价格便宜，同时该材料密度小、导热性能好、表面温度均匀，可有效消除设备的热点和冷点；

②使用铸造式结构，可实现导热板和不锈钢加热管的无缝结合，实现更好的传热效果；

③使用铸造式结构，可实现导热板和温度传感器的探头端的无缝结合，实现更准确的测温效果；

④应用密封垫片，如氟橡胶垫片等具有耐高温、密封性能好特点的密封垫片，密封垫片夹在套线管和套线管端头的水冷却的法兰一之间，通过螺钉锁紧方式实现套线管和水冷却的法兰一之间的真空密封；

⑤套线管端头的水冷却的法兰一与不锈钢加热管及温度传感器的导线管之间均使用氩弧焊等焊接方式密封或者打金属胶水密封，该结构可解决此处的真空密封问题；

⑥镀膜腔室的外部使用由法兰二及水冷却的法兰三组成水冷却法兰密封件，其中法兰二与腔室下板的外壁通过密封圈二实现该处的真空密封；法兰二与套线管之间通过密封圈一实现该处的真空密封，法兰二与水冷却的法兰三之间通过密封圈一实现该处的真空密封；

⑦套线管的端部由于采用了带有冷却水道的法兰一，同时水冷却的法兰三套在了套线管上面，通过法兰一及法兰三将冷却传递到套线管上面以实现该处的降温；同时水冷却的法兰三与法兰二接触，水冷却的法兰三对法兰二也起到冷却作用；上述方式也可以实现密封圈一及密封圈二的冷却，起到保护密封圈并延长使用寿命的效果；

⑧套线管端部的水冷却的法兰一带有冷却水流道并与温度传感器的导线管及不锈钢加热管焊接连接，可以对温度传感器的接线端及不锈钢加热管的接线端起到降温冷却作用，防止接线处温度过高。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1为本实用新型实施例所公开的真空铸铝加热器结构示意图；

图2为图1中A-A向剖视结构示意图。

图中数字表示：

11.导热板 12.套线管 13.腔室下板

14.法兰二 15.法兰三 16.密封垫片

17.法兰一 18.不锈钢加热管 19.温度传感器

20.密封圈一 21.密封圈二

具体实施方式

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。

参考图1及2，本实用新型提供的真空铸铝加热器，包括：导热板11、套线管12、不锈钢加热管18、温度传感器19、密封垫片16、套线管12端部的水冷却的法兰一17及镀膜腔室外部的水冷却法兰密封件；导热板11设置在镀膜腔室内部，其材质为铝合金材质；套线管12、不锈钢加热管18及温度传感器19的导线管垂直穿过镀膜腔室的腔室下板13并与导热板11连接；导热板11与不锈钢加热管18的连接处采用熔融状态下的铝合金直接浇筑以将不锈钢加热管18的连接端完全包裹并实现不锈钢加热管18和导热板11的无缝贴合；导热板11与温度传感器19的探头端采用熔融状态下的铝合金直接浇筑以将温度传感器19的探头端完全包裹并实现温度传感器19和导热板11的无缝贴合；导热板11与套线管12通过螺钉连接；套线管12与法兰一17通过螺钉连接，密封垫片16夹在套线管12与法兰一17之间；不锈钢加热管18与法兰一17通过氩弧焊焊接连接或金属胶密封连接，温度传感器19的导线管与法兰一17通过氩弧焊焊接连接或金属胶密封连接；套线管12与镀膜腔室外部的水冷却法兰密封件紧配连接，镀膜腔室外部的水冷却法兰密封件包括相互叠加的法兰二14及水冷却的法兰三15，法兰二14与镀膜腔室的腔室下板13外壁通过螺钉连接并通过密封圈二21密封，法兰二14与水冷却的法兰三15以及法兰二14与套线管12的连接处均通过密封圈一20密封。

本实用新型的设计原理为：

①使用铝合金作为导热板11的材料，该材料使用广泛，价格便宜，同时该材料密度小、导热性能好、表面温度均匀，可有效消除设备的热点和冷点；

②使用铸造式结构，可实现导热板11和不锈钢加热管18的无缝结合，实现更好的传热效果；

③使用铸造式结构，可实现导热板11和温度传感器19的探头端的无缝结合，实现更准确的测温效果；

④应用密封垫片16，密封垫片16具有耐高温、密封性能好的特点，密封垫片16夹在套线管12和法兰一17之间，通过螺钉锁紧方式实现套线管12和法兰一17的真空密封；

⑤套线管12端部的法兰一17与不锈钢加热管18及温度传感器19的导线管均使用氩弧焊焊接方式密封或打金属胶密封，该结构可解决此处的真空密封问题；

⑥镀膜腔室外部的水冷却法兰密封件，由法兰二14及水冷却的法兰三15组成，其中法兰二14与镀膜腔室的外壁通过螺钉连接并通过密封圈二21实现该处的真空密封；法兰二14、水冷却的法兰三15之间具有密封圈一20并套在套线管12上以实现套线管12处的真空密封；

⑦镀膜腔室外部的水冷却法兰密封件，由于水冷却的法兰三15带有冷却水道，同时水冷却的法兰三15套在了套线管12上面，通过水冷却的法兰三15将冷却传递到套线管12上面以实现该处的降温；同时水冷却的法兰三15与法兰二14接触，水冷却的法兰三15对法兰二14也起到冷却作用；上述方式也可以实现密封圈一20及密封圈二21的冷却，起到保护密封圈并延长使用寿命的效果；

⑧套线管12端部的水冷却的法兰一17带有冷却水流道并与温度传感器19的导线管及不锈钢加热管18焊接连接，可以对温度传感器19的接线端及不锈钢加热管18的接线端起到降温冷却作用，防止接线处温度过高。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对上述实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (5)

1.一种真空铸铝加热器，其特征在于，包括：导热板、套线管、不锈钢加热管及温度传感器；所述导热板安装在镀膜腔室内部，其材质为铝合金材质；所述套线管、不锈钢加热管及温度传感器的导线管穿过镀膜腔室的腔室下板并与所述导热板连接，所述不锈钢加热管及温度传感器的导线管置于套线管内部；

所述导热板与套线管连接；所述导热板与不锈钢加热管的连接处采用铝合金铸造融合连接；所述导热板与温度传感器的探头端采用铝合金铸造融合连接；位于镀膜腔室外部的所述套线管端部连接有法兰一，所述不锈钢加热管与所述法兰一通过焊接或金属胶密封连接，所述温度传感器的导线管与所述法兰一通过焊接或金属胶密封连接；所述腔室下板的外部安装有与所述套线管紧配连接的法兰二。

2.根据权利要求1所述的一种真空铸铝加热器，其特征在于，所述套线管与所述法兰一之间设置有密封垫片；所述套线管与所述法兰二之间装配有密封圈一；所述法兰二与所述腔室下板外壁之间装配有密封圈二。

3.根据权利要求2所述的一种真空铸铝加热器，其特征在于，所述法兰一为水冷却法兰；所述法兰二的外侧还设置有与所述套线管紧配的法兰三，所述法兰三为水冷却法兰，所述法兰二与所述法兰三通过所述密封圈一密封。

4.根据权利要求1所述的一种真空铸铝加热器，其特征在于，采用熔融状态下的铝合金直接浇筑在所述导热板与不锈钢加热管的连接处以将所述不锈钢加热管的连接端完全包裹，以实现所述不锈钢加热管和导热板的无缝贴合。

5.根据权利要求1所述的一种真空铸铝加热器，其特征在于，采用熔融状态下的铝合金直接浇筑在所述导热板与温度传感器探头端的连接处以将所述温度传感器的探头端完全包裹，以实现所述温度传感器探头端和导热板的无缝贴合。