CN216738634U - 一种单晶炉用热场 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种单晶炉用热场，属于单晶生产设备技术领域。它包括上盖；保温筒，其连接于上盖下方，保温筒自上而下依次包括上保温筒、中保温筒和下保温筒，中保温筒和下保温筒外径相同；炉底，其连接于保温筒下方；保温筒内设有埚帮；中保温筒与埚帮间设有加热器圈；还包括中保支撑环，其设于中保温筒与下保温筒之间，中保支撑环的外侧壁直径与中保温筒外径相同，中保支撑环的内侧壁直径与加热器圈内径相同。本实用新型中保支撑环的结构设置能在单晶发生打火导致加热器脚断裂时，对掉落的加热器圈提供有效支撑，避免其掉落损坏及砸坏单晶其他热场，减少热场在事故中的损耗，增加热场的使用寿命，具有结构简单、设计合理、易于制造的优点。
Description
技术领域
本实用新型属于单晶生产设备技术领域，更具体地说，涉及一种单晶炉用热场。
背景技术
随着光伏直拉单晶硅技术的不断发展及行业内各司的产品竞争，行业内各司在主抓单晶技术的同时，单晶的生产成本也是另一个重要指标，在目前光伏行业的激烈竞争中，在产品品质基本一致的情况下，更低的生产成本才能使公司有更强的竞争力。
目前行业内的主流热场为32寸热场，该热场下的等径平均功率在55kw左右，该热场条件下，使用的单晶主加热器为拼接加热器，即加热器圈及两个加热器脚使用螺丝进行固定连接。这样可有效的降低单晶主加热器的采购成本，进而使得单晶的生产成本下降。
随着拼接加热器的使用，加热器脚和加热器圈的连接处容易出现老化及打火现象，严重的打火会使得主加热器连接处断裂，进而导致主加热器圈无支撑而掉落，砸坏单晶的副加热器等热场部件，同时掉落过程中，造成主加热器圈损坏，无法使用，一次严重的主加热器打火会造成不同程度的其他热场部件的损坏，损失较大；同时，随着热场的增大，对单晶的降氧也提出了更高的要求。
经检索，中国专利公开号：CN 202000023 U；公开日：2011年10月5日；公开了一种直拉单晶炉用热场，热场从上到下，有上保温盖，上保温层，热屏支撑环和保温筒，保温筒分为上保温筒、中保温筒和下保温筒，热场底部具有底部保温层，热场中心设有支承轴，支承轴上具有坩埚托盘，坩埚托盘上依次是碳碳坩埚和石英坩埚，保温筒和碳碳坩埚之间设有加热器，热屏支撑环连接有热屏，热屏为内外两层，中间有碳毡隔热层，上保温层的厚度为20～40mm，上保温筒内径与加热器内径之间的距离5～10mm，底部保温层厚度为100～140mm。该申请案的热场通过优化热屏的结构、增加热屏夹层厚度、优化底部保温层以及压缩热场有效空间来改善单晶炉的保温效果，从而降低能耗，但该申请案的热场仍无法有效解决主加热器圈打火损坏时的支撑问题及单晶降氧问题。
实用新型内容
为解决上述问题至少之一，本实用新型采用如下的技术方案。
一种单晶炉用热场，包括，
上盖；
保温筒，其连接于上盖下方，所述保温筒自上而下依次包括上保温筒、中保温筒和下保温筒，所述中保温筒和下保温筒外径相同；
炉底，其连接于保温筒下方；
所述保温筒内设有埚帮；
所述中保温筒与埚帮间设有加热器圈；
还包括：
中保支撑环，其设于中保温筒与下保温筒之间，所述中保支撑环的外侧壁直径与中保温筒外径相同，所述中保支撑环的内侧壁直径与加热器圈内径相同。
进一步地，所述加热器圈通过加热器脚与炉底连接；
所述中保支撑环内侧壁对应加热器脚位置处，沿中保支撑环外侧壁方向凹陷形成有让位口。
进一步地，所述中保温筒底端面内侧向上凹陷形成卡接环槽一；
所述下保温筒顶端面外侧向下凹陷形成卡接环槽二；
所述中保支撑环顶端面对应卡接环槽一位置处向上凸起形成卡接凸起一；
所述中保支撑环底端面对应卡接环槽二位置处向下凸起形成卡接凸起二。
进一步地，所述保温筒外侧壁套设有保温毡。
进一步地，所述炉底下方铺设有护套毡。
有益效果
相比于现有技术，本实用新型的有益效果为：
（1）本实用新型的单晶炉用热场，中保支撑环的结构设置能在单晶发生打火导致加热器脚断裂时，对掉落的加热器圈提供有效支撑，避免其掉落损坏及砸坏单晶其他热场，减少了热场在事故中的损耗，增加了热场的使用寿命；
（2）本实用新型的单晶炉用热场，中保支撑环将加热器圈产生的热量局限在小的范围内，热量的散失面积缩小，减小了热场的散失，可有效降低单晶的化料时间及降低单晶的等径功率，提高了单晶的产能同时降低了单晶的生产成本；
（3）本实用新型的单晶炉用热场，由于中保支撑环对热量的阻挡，使得加热器圈产生的热场无法快速传递到埚帮底部，在相同的等径条件下，单晶埚帮底部的温度会比现有技术方案下的温度低，使得生产的单晶具有更低的头部氧含量，更利于低氧单晶的开发；
（4）本实用新型的单晶炉用热场，在中保支撑环上开设让位口，以便避开加热器脚，避免干涉，方便热场各结构的安装；
（5）本实用新型的单晶炉用热场，通过保温筒上卡接环槽与中保支撑环上卡接凸起的配合，能使得中保支撑环对中保温筒及下保温筒的相对位置进行有效且稳定的限位，强化结构稳定性，且进一步减少热量散失；
（6）本实用新型结构简单，设计合理，易于制造。
附图说明
图1为本实用新型的单晶炉用热场半剖示意图；
图2为本实用新型的单晶炉用热场结构示意图；
图3为本实用新型的中保支撑环结构示意图；
图4为图1中A处放大图；
图中：
1、上盖；
2、保温筒；20、上保温筒；21、中保温筒；210、卡接环槽一；22、下保温筒；220、卡接环槽二；
3、炉底；
4、埚帮；
5、加热器圈；50、加热器脚；
6、中保支撑环；60、让位口；61、卡接凸起一；62、卡接凸起二；
7、保温毡；
8、护套毡。
具体实施方式
下面结合具体实施例和附图对本实用新型进一步进行描述。
实施例1
本实施例的单晶炉用热场，包括，
上盖1；
保温筒2，其连接于上盖1下方，所述保温筒2自上而下依次包括上保温筒20、中保温筒21和下保温筒22，所述中保温筒21和下保温筒22外径相同；
炉底3，其连接于保温筒2下方；
所述保温筒2内设有埚帮4；
所述中保温筒21与埚帮4间设有加热器圈5；
还包括：
中保支撑环6，其设于中保温筒21与下保温筒22之间，所述中保支撑环6的外侧壁直径与中保温筒21外径相同，所述中保支撑环6的内侧壁直径与加热器圈5内径相同。
如图1所示，本实施例的热场自上而下依次包括上盖1、保温筒2和炉底3，埚帮4置于保温筒2中，更具体地说，埚帮4位于中保温筒21及下保温筒22内位置处，埚帮4底部有埚杆支撑，埚杆穿过炉底3，布置于热场轴心线处；在埚帮4的上方即上保温筒20内设有导流筒，导流筒顶部与上盖1间设有热屏环；加热器圈5套设于埚帮4外侧，位于埚帮4与中保温筒21之间的空间中，加热器圈5通过加热器脚50支撑固定，加热器脚50顶端与加热器圈5底部固定，底端与炉底3固定，更具体地说，在炉底3开设有电极孔，电极穿过电极孔伸入炉内，加热器脚50底端与电极连接；在炉底3顶面铺设有一层软毡用于隔热，炉底3上方平行布置有一压盘，压盘的底面也铺设有一层软毡强化隔热效果，在压盘上对应电极位置处也开设有电极孔，且压盘上方还设置有副加热器，副加热器位于埚帮4底部至压盘间。
传统的单晶热场中，中保温筒21与下保温筒22间的支撑环，其内径和中保温筒21内径一直，外径和中保温筒21外径一直，仅起到过渡中、下保温筒的作用；本实施例中，设置的中保支撑环6如图1和图3所示，通过设置中保支撑环6的外侧壁直径与中保温筒21外径相同，中保支撑环6的内侧壁直径与加热器圈5内径相同，在不大幅改变现行单晶热场结构体系及安装体系的前提下，中保支撑环6能在单晶发生打火导致加热器脚50断裂时，对掉落的加热器圈5提供有效支撑，避免其掉落损坏及砸坏单晶其他热场，减少了热场在事故中的损耗，增加了热场的使用寿命；同时，中保支撑环6将加热器圈5产生的热量局限在小的范围内，热量的散失面积缩小，减小了热场的散失，可有效降低单晶的化料时间及降低单晶的等径功率，提高了单晶的产能同时降低了单晶的生产成本；进一步地，由于中保支撑环6对热量的阻挡，使得加热器圈5产生的热场无法快速传递到埚帮4底部，在相同的等径条件下，单晶埚帮4底部的温度会比现有技术方案下的温度低，使得生产的单晶具有更低的头部氧含量，更利于低氧单晶的开发。
实施例2
本实施例的单晶炉用热场，在实施例1的基础上做进一步改进，所述加热器圈5通过加热器脚50与炉底3连接；
所述中保支撑环6内侧壁对应加热器脚50位置处，沿中保支撑环6外侧壁方向凹陷形成有让位口60。
如图1和图3所示，本实施例的加热器圈5底部有两根加热器脚50支撑，故在中保支撑环6内侧壁对应位置处开设两处让位口60，以便避开加热器脚50，避免干涉，方便热场各结构的安装。
进一步地，本实施例的中保支撑环6材质为碳碳复合材料，可有效减少热量的传递。
实施例3
本实施例的单晶炉用热场，在实施例2的基础上做进一步改进，所述中保温筒21底端面内侧向上凹陷形成卡接环槽一210；
所述下保温筒22顶端面外侧向下凹陷形成卡接环槽二220；
所述中保支撑环6顶端面对应卡接环槽一210位置处向上凸起形成卡接凸起一61；
所述中保支撑环6底端面对应卡接环槽二220位置处向下凸起形成卡接凸起二62。
如图3和图4所示，通过卡接环槽与卡接凸起的配合，能使得中保支撑环6对中保温筒21及下保温筒22的相对位置进行有效且稳定的限位，强化结构稳定性，且进一步减少热量散失。
实施例4
本实施例的单晶炉用热场，在实施例3的基础上做进一步改进，所述保温筒2外侧壁套设有保温毡7，所述炉底3下方铺设有护套毡8。
保温毡7包括套设在上保温筒20外侧的上套毡、套设在中保温筒21外侧的中套毡及套设在下保温筒22外侧的下套毡，如图2所示，通过保温毡7和护套毡8的配合，进一步减小热量的散失，进而降低单晶的化料时间及降低单晶的等径功率，提高单晶的产能，且降低单晶生产成本。
实施例5
本实施例的单晶炉用热场，能使等径功率下降3kW及以上，单只埚帮4按照400h的运行时长，投料2000kg，电费按0.3元/kwh计算，等径功率下降3kw时，则单炉可节省用电量1200kwh，则可节省0.18元/kg，对于单晶的生产成本下降提供一定的支撑。
同时由于中保支撑环6对热量的阻隔，使得单晶埚帮4底部的温度低，进而可降低单晶氧含量1ppm以上，有效的减少了因氧含量高而导致的氧反切。
本实用新型所述实例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型构思和范围进行限定，在不脱离本实用新型设计思想的前提下，本领域工程技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型的保护范围。
Claims (5)
1.一种单晶炉用热场，包括，
上盖；
保温筒，其连接于上盖下方，所述保温筒自上而下依次包括上保温筒、中保温筒和下保温筒，所述中保温筒和下保温筒外径相同；
炉底，其连接于保温筒下方；
所述保温筒内设有埚帮；
所述中保温筒与埚帮间设有加热器圈；
其特征在于，还包括：
中保支撑环，其设于中保温筒与下保温筒之间，所述中保支撑环的外侧壁直径与中保温筒外径相同，所述中保支撑环的内侧壁直径与加热器圈内径相同。
2.根据权利要求1所述的一种单晶炉用热场，其特征在于：
所述加热器圈通过加热器脚与炉底连接；
所述中保支撑环内侧壁对应加热器脚位置处，沿中保支撑环外侧壁方向凹陷形成有让位口。
3.根据权利要求2所述的一种单晶炉用热场，其特征在于：
所述中保温筒底端面内侧向上凹陷形成卡接环槽一；
所述下保温筒顶端面外侧向下凹陷形成卡接环槽二；
所述中保支撑环顶端面对应卡接环槽一位置处向上凸起形成卡接凸起一；
所述中保支撑环底端面对应卡接环槽二位置处向下凸起形成卡接凸起二。
4.根据权利要求3所述的一种单晶炉用热场，其特征在于：所述保温筒外侧壁套设有保温毡。
5.根据权利要求4所述的一种单晶炉用热场，其特征在于：所述炉底下方铺设有护套毡。
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Cited By (2)
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| WO2024027316A1 (zh) * | 2022-08-05 | 2024-02-08 | 隆基绿能科技股份有限公司 | 一种环形支撑板、热场件和单晶炉用热场 |
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