CN220892972U - 一种炉管装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种炉管装置，其包括第一炉管、第二炉管、与第二炉管可拆卸连接的中心组件及炉门，第二炉管设置于第一炉管的内部，且第二炉管的第一端与第一炉管的一端密封连接，伸入第一炉管内的第二炉管第二端密封设置，中心组件被用于从第二炉管的第一端伸入至第二炉管的第二端以向第二炉管的管内辐射热量；炉门被用于密封第一炉管的第二端，或同时密封第一炉管与第二炉管的第二端；第一炉管外壁还设有加热保温元件，加热保温元件与中心组件共同向第一炉管的内壁与第二炉管的外壁之间的反应腔体加热。本实用新型采用分体式结构有效解决了反应炉管维修困难的问题，提升了炉管装置的实用性。

Description

一种炉管装置

技术领域

本申请涉及光伏电池片制备技术领域，具体涉及一种炉管装置。

背景技术

在光伏电池片制备相关技术中，需要将硅片放在反应炉管内进行扩散、氧化等处理以制成电池片。

受反应环境的限制，常常使用耐高温且在高温下不会影响炉管内反应的石英材料制成反应炉管，但石英材料具有易碎性，在生产和维修过程中很容易被损坏。例如，向炉管内进出料时、炉管表面清洗时、炉管搬运等过程中均有可能使炉管损坏，即现有的石英炉管容易在生产、维修或运输的过程中损坏，严重影响电池片制备的成本和生产效率，影响了炉管的实用性。

实用新型内容

本实用新型实施例提供了一种炉管装置，优化了炉管装置的结构，提升了炉管装置的实用性。

首先在本实用新型提供的一种炉管装置，同样的设计思路下包括两种可行的结构，如下所示：

第一种炉管装置包括第一炉管、第二炉管、与所述第二炉管可拆卸连接的中心组件及炉门，所述第二炉管设置于所述第一炉管的内部，所述第二炉管的第一端且与所述第一炉管的第一端密封连接，伸入所述第一炉管内的所述第二炉管第二端密封设置，所述中心组件被用于从所述第二炉管的第一端伸入至第二炉管的第二端以向所述第二炉管的管外辐射热量；所述炉门被用于密封所述第一炉管的第二端；所述第一炉管外壁还设有加热保温元件，所述加热保温元件与所述中心组件共同向所述第一炉管的内壁与所述第二炉管的外壁之间的反应腔体加热。

第二种炉管装置包括第一炉管、第二炉管、与所述第二炉管可拆卸连接的中心组件及炉门，所述第二炉管设置于所述第一炉管的内部，且所述第二炉管的第一端与所述第一炉管的第一端密封连接，所述第二炉管的第一端和第二端均开口设置，所述中心组件被用于从所述第二炉管的第一端伸入至所述第二炉管的第二端以向所述第二炉管的管外辐射热量，所述炉门被用于同时密封所述第一炉管的第二端与所述第二炉管的第二端；第一炉管外壁还设有加热保温元件，所述加热保温元件与所述中心组件共同向所述第一炉管的内壁与所述第二炉管的外壁之间的反应腔体加热。

可选的，所述第二炉管的第一端与所述第一炉管的第一端一体成型或通过密封结构连接。

可选的，所述中心组件包括：空心的悬臂式支柱，直接或间接绕设于悬臂式支柱上的第一加热组件，所述第一加热组件贴近所述第二炉管的内壁。

可选的，所述第一炉管的外壁绕设有第二加热组件和保温隔热层，所述保温隔热层设置于第二加热组件的外侧，或，所述第二加热组件内嵌于所述保温隔热层内。

可选的，所述悬臂式支柱的中空区域内包括贴壁设置的隔热垫、控制导线；所述控制导线远离所述悬臂式支柱的内壁设置。

可选的，所述第一炉管的第一端设有进气管，或，所述进气管设置于所述炉门上。

可选的，所述第一炉管内设有至少两个所述第二炉管，所述中心组件的数量与所述第二炉管的数量一致。

可选的，所述第一炉管通过法兰与所述炉门密封连接，所述法兰包括：用于密封所述第一炉管的端面的第一密封圈、用于密封所述炉门端面的第二密封圈，以及设置于所述第一密封圈与所述第二密封圈的安装位置之间的冷却通道，所述冷却通道被用于冷却所述法兰。

可选的，所述炉门还包括物料载台，所述物料载台与所述炉门可拆卸连接，所述物料载台被用于承载待反应物料。

本实用新型提供的炉管装置是第一炉管和第二炉管按照一端一体成型制成的一个多层的炉管装置，并且，设置从第二炉管的第一端插入中心组件的方式，利用该中心组件产生的热量向第二炉管的管外辐射热量，第一炉管的外壁设置的加热保温元件以向其管内传导和辐射的热量，使得第一炉管的内壁与第二炉管的外壁之间围成的反应腔体被加热，以提供用于硅片反应的环境，待反应的硅片承载在载体上置于该反应腔体中。在炉管维修时，因为中心组件与第二炉管可拆卸连接，故可直接将中心组件从第二炉管中抽出，以维修中心组件上的加热元件和其他需要维修的结构，以及对第二炉管的内壁进行清理；该分体式结构有效避免了在维修炉管和与炉管接近的结构时炉管被损坏。另外，在清洁第一炉管内壁或第二炉管外壁时，操作人员可以直接进入两炉管之间的反应腔所在的空间中进行清洗操作，由此可见，该设计有效解决了反应炉管维修困难的问题，提升了炉管装置的实用性。

附图说明

图1表示本申请提供的炉管装置的轴向外观示意图；

图2表示本申请提供的第一种炉管装置的示意图；

图3表示本申请提供的第二种炉管装置的示意图；

图4表示本申请提供的炉管装置中中心组件的示意图；

图5表示本申请提供的炉管装置的径向剖视图及载体在反应腔体内位置示意图；

图6表示包括多个第二炉管的炉管装置的径向剖视图及载体在反应腔体内位置示意图。

附图标记：

1：第一炉管；2：第二炉管；3：中心组件；31：悬臂式支柱；32：第一加热组件；4：炉门；5：加热保温元件；6：进气管；7：法兰；8：载体。

具体实施方式

下面将结合申请实施例中的附图，对申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。另外，在整个说明书各处出现的“在一个实施例中”或“在一实施例中”未必一定指相同的实施例。此外，这些特定的特征、结构或特性可以任意适合的方式结合在一个或多个实施例中。

还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体与另一个实体区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种物品所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的物品中还存在另外的相同要素。

参考图1至图6所示，本实用新型提供了一种炉管装置。其中，图2和图3为剖视图或部分剖视图，图中箭头所指的是中心组件3向第二炉管2中安装的方向。

首先，如图1和图5所示，本实用新型提供的炉管装置是第一炉管1和第二炉管2按照一端一体成型制成的一个多层的炉管装置，并且，设置从第二炉管2的第一端插入中心组件3的方式，利用该中心组件3产生的热量向第二炉管2的管外辐射热量，第一炉管1的外壁设置的加热保温元件5以向其管内传导和辐射的热量，使得第一炉管1的内壁与第二炉管2的外壁之间围成的反应腔体加热，以提供用于硅片反应的环境，待反应的硅片承载在载体8上置于该反应腔体中。在炉管维修时，因为中心组件3与第二炉管2可拆卸连接，故可以直接将中心组件3从第二炉管2中抽出，以维修中心组件3上的加热元件和其他需要维修的结构，以及对第二炉管2的内壁进行清理，该分体式结构有效避免了在维修炉管和与炉管接近的结构时炉管被损坏。另外，在清洁第一炉管1内壁或第二炉管2外壁时，清洁机构或者操作人员可以直接进入两炉管之间的反应腔所在的空间中进行清洗操作，由此可见，该设计有效解决了反应炉管维修困难的问题，提升了炉管装置的实用性。

本实用新型提供的一种炉管装置，同样的设计思路下包括两种可行的结构，以下对其各自进行详细说明：

如图2所示，第一种炉管装置包括第一炉管1、第二炉管2、与第二炉管2可拆卸连接的中心组件3及炉门4，第二炉管2设置于第一炉管1的内部，且第二炉管2的第一端与第一炉管1的一端密封连接，伸入第一炉管1内的第二炉管2的第二端密封设置，中心组件3被用于从第二炉管2的第一端伸入至第二炉管2的第二端以向第二炉管2的管外辐射热量；炉门4只被用于密封第一炉管1的第二端。第一炉管1外壁还设有加热保温元件5，加热保温元件5与中心组件3共同向第一炉管1的内壁与第二炉管2的外壁之间的反应腔体加热。

在本实施方式中，第二炉管2伸入第一炉管1底部的第二端为封口的设计，中心组件3到达该封口处终止，且该中心组件3与该封口位置按照预设间距设置，以防止中心组件3与该封口位置相抵而损坏第二炉管2。因为第二炉管2开口的第一端的外壁与第一炉管1的第一端密封连接，第二炉管2的第二端封闭，因此，炉门4只是被用来在将待反应的硅片送进反应腔后，将第一炉管1的第一端密封即可。利用第一炉管1外壁的加热保温元件5与中心组件3共同向第一炉管1的内壁与第二炉管2的外壁之间的反应腔体加热，以提供用于硅片反应的环境，待反应的硅片承载在载体8上置于该反应腔体中。

如图3所示，第二种炉管装置包括第一炉管1、第二炉管2、与第二炉管2可拆卸连接的中心组件3及炉门4，第二炉管2设置于第一炉管1的内部，且第二炉管2的第一端与第一炉管1的一端密封连接，第二炉管2的第一端与第二端均开口设置，中心组件3被用于从第二炉管2的第一端伸入至第二炉管2的第二端以向第二炉管2的管外辐射热量；炉门4被用于同时密封第一炉管1的第二端与第二炉管2的第二端；第一炉管1外壁还设有加热保温元件5，加热保温元件5与所述中心组件3共同向第一炉管1的内壁与第二炉管2的外壁之间的反应腔体加热。

在本实施例中，第二炉管2是两端开口的直管，该直管的第一端外壁与第一炉管1的第一端密封连接为一体，第二炉管2的第二端接近第一炉管1的第二端，或，与第一炉管1的第二端平齐，或，相对于第一炉管1的第二端凸出设置；在这三种结构下，需要利用炉门4同时将第一炉管1的第二端与第二炉管2的第二端同时密封。在前述设计结构中，中心组件3伸入深度不受第二炉管2的限制，可以在整个第二炉管2的长度方向上分布，或者根据反映腔内待反应硅片的数量和放置高度适应调整中心组件3的伸入深度，本实施例在此不做具体限制。同样的，利用第一炉管1外壁的加热保温元件5与中心组件3共同向第一炉管1的内壁与第二炉管2的外壁之间的反应腔体加热，以提供用于硅片反应的环境，待反应的硅片承载在载体8上置于该反应腔体中。

上述两种炉管装置，中心组件3与第二炉管2相对分体设计，加热第一炉管1的加热保温元件5设置在第一炉管1的外壁，在维修时，因为中心组件3与第二炉管2可拆卸连接，可以直接将中心组件3从第二炉管2中抽出，以维修中心组件3上的加热元件和其他需要维修的结构，以及对第二炉管2的内壁进行清理；该分体式结构有效避免了在维修炉管和与炉管接近的结构时炉管被损坏。另外，在清洁第一炉管1内壁或第二炉管2外壁时，操作人员可以直接进入两炉管之间的反应腔所在的空间中进行清洗操作，由此可见，该设计有效解决了反应炉管维修困难的问题，提升了炉管装置的实用性。

需要说明的是，前述第二炉管2的第一端与第一炉管1的第一端一体成型或通过密封结构连接。即第二炉管2顶端外壁与第一炉管1的顶端是一体成型的，一体成型的结构节省了密封的结构，也确保连接处的密封强度。当然，利用密封法兰配合紧固件形成密封结构也可以实现对第一炉管1和第二炉管2的顶端进行密封，具体的，使用密封法兰将第二炉管2的顶端与第一炉管1的顶端密封连接，本实施例对密封法兰的具体结构不做具体的限制，可以在实际使用中根据第一炉管1与第二炉管2的端头结构进行设计。

如图4所示，本实用新型中的中心组件3可以包括：空心的悬臂式支柱31，直接或间接绕设于悬臂式支柱31上的第一加热组件32，第一加热组件32贴近第二炉管2的内壁。悬臂式支柱31的顶端固定在第二炉管2的顶部上方，可以将其固定在安装炉管的支架上；悬臂处深入第二炉管2的中空管道内。其中，用于加热第二炉管2的第一加热组件32可以直接缠绕在悬臂式支柱31上，此时悬臂式支柱31的外径应该与第二炉管2的内径相当，使得第一加热组件32可以贴近第二炉管2的内壁。或者，可以在悬臂式支柱31的外壁上套设一层隔热材料，将第一加热组件32缠绕在该隔热材料上，这样既可以给第二炉管2加热，还可以防止热量向空心的支柱内部散失。

需要说明的是，第一炉管1的外壁上的加热保温元件5包括：第二加热组件和保温隔热层，保温隔热层设置于第二加热组件的外侧，或，第二加热组件内嵌于保温隔热层内。其中，第二加热组件可以设置为与第一炉管1的外壁包含预设的间隙，该预设间隙方便第二加热组件的安装，防止在安装第二加热组件时划伤第一炉管1。另外，将第二加热组件内嵌在保温隔热层内，进一步确保第二加热组件与外炉管之间无接触，可以防止在安装和维修过程中损伤第一炉管1。

需要说明的是，前述的第一加热组件32和第二加热组件可以是加热丝，另外，第二炉管2中空管道内的第一加热组件32还可以为套设在悬臂式支柱31上的加热棒，本实施例对此不做具体的限制。

在一些实施例中，前述的悬臂式支柱31的中空区域内包括贴壁设置的隔热垫、控制导线；控制导线远离悬臂式支柱31的内壁设置。隔热垫的作用在于防止第一加热组件32的热量透过悬臂式支柱31而影响设置在悬臂式支柱31内部的控制导线。另外，还可以包括检测单元，该检测单元可以包括检测温度的温度传感器、检测中心组件3位置的位置传感器等，将用于检测温度的传感器贴近悬臂式支柱31的内壁设置，以提升温度检测的精度。

需要说明的是，前述的隔热垫可以采用针刺棉等其他保温隔热的材料，本实施例对此不做具体的限定。

另外需要说明的是，前述第一炉管1的第一端(或顶端)设有进气管6，或，进气管6设置于炉门4上。进气管6的作用在于向反应腔体内通入用于反应的反应气体或其他反应介质，该进气管6可以设置在第一炉管1的顶端，还可以设置在炉门4上，即可以分别从反应腔体的顶端或底端进料，当然，还可以同时从第一炉管1的顶端和炉门4的底端进气，以提升反应腔体内气体的均匀性，具体可以根据实际第一炉管1与第二炉管2的尺寸规格适应性选择，本实施例对此不做具体的限定。

在另一些实施例中，第一炉管1内设有至少两个第二炉管2，中心组件3的数量与第二炉管2的数量一致。

如图6所示，可以在第一炉管1内设置多个第二炉管2，多个第二炉管2的分布与第一炉管1的形状以及将要放在反应腔内待反应硅片的数量和排列相关。多个第二炉管2配合一个第一炉管1可以增加反应腔体内温度场的稳定性和均匀性，有利于提升待反应硅片的制片质量。在实际使用中可以同时控制多个第二炉管2，或者独立控制多个炉管以调整反应腔体内不同区域的温度场。

在一些实施例中，前述的第一炉管1通过法兰7与炉门4密封连接，法兰7包括：用于密封第一炉管1的端面的第一密封圈、用于密封炉门4端面的第二密封圈，以及设置于第一密封圈与第二密封圈的安装位置之间的冷却通道，该冷却通道被用于冷却第一密封圈和第二密封圈。

在本实施例中，法兰7的两个端面分别用于连接和密封第一炉管1的底部端面、炉门4的端面。因为炉管整体是在高温环境下工作的，所以炉门4与第一炉管1连接的位置需要设置降温的结构，以防止法兰7上用于密封的密封圈被高温损伤而影响炉管的密封性能。可以实施的是，在法兰7内设置冷却水的通道，利用外部的冷却水流过法兰7将其自身的热量带走，维持密封圈在正常的工作温度区间。

在一些实施例中，前述的炉门4还可以包括物料载台，物料载台与炉门4可拆卸连接，物料载台被用于承载待反应物料，待反应物料设置于第一炉管1的内壁与第二炉管2的外壁之间。在硼扩工艺中，该待反应物料为硅片。

以硅片经硼扩处理为例，多片硅片承装在可以放在反应腔体内的载体8，在炉门4上设置物料载台，外部的机构将载体8搬到物料载台上，随着炉门4的移动靠近第一炉管1的端部时，载体8被托进反应腔体内。设置物料承载台与炉门4可拆卸连接方便承载台和炉门4的清洁，也方便更换不同大小的承载台以适应不同规格的载体8的结构。

最后，本实用新型提供了一种炉管装置，其包括第一炉管1、第二炉管2、与第二炉管2可拆卸连接的中心组件3及炉门4，第二炉管2设置于第一炉管1的内部，且第二炉管2的第一端与第一炉管1的第一端密封连接，伸入第一炉管1内的第二炉管2的第二端密封设置，中心组件3被用于从第二炉管2的第一端伸入至第二炉管2的第二端以向第二炉管2的拐外辐射热量；炉门4被用于密封第一炉管1的第二端，或同时密封第一炉管1与第二炉管2的第二端；第一炉管1外壁还设有加热保温元件5，加热保温元件5与中心组件3共同向第一炉管1的内壁与第二炉管2的外壁之间的反应腔体加热。本实用新型的炉管装置因为中心组件3与第二炉管2可拆卸连接，直接将中心组件3从第二炉管2中抽出，在维修中心组件3上的加热元件和其他需要维修的结构，以及对第二炉管2的内壁进行清理时，该分体式结构有效避免了在维修炉管和与炉管接近的结构时炉管被损坏，有效解决了反应炉管维修困难的问题，提升了炉管装置的实用性。

另外需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

Claims (10)

1.一种炉管装置，其特征在于，包括第一炉管(1)、第二炉管(2)、与所述第二炉管(2)可拆卸连接的中心组件(3)及炉门(4)，所述第二炉管(2)设置于所述第一炉管(1)的内部，且所述第二炉管(2)第一端与所述第一炉管(1)的第一端密封连接，伸入所述第一炉管(1)内的所述第二炉管(2)的第二端密封设置，所述中心组件(3)被用于从所述第二炉管(2)的第一端深入至所述第二炉管(2)的第二端以向所述第二炉管(2)的管外辐射热量；所述炉门(4)被用于密封所述第一炉管(1)的第二端；所述第一炉管(1)外壁还设有加热保温元件(5)，所述加热保温元件(5)与所述中心组件(3)共同向所述第一炉管(1)的内壁与所述第二炉管(2)的外壁之间的反应腔体加热。

2.一种炉管装置，其特征在于，包括第一炉管(1)、第二炉管(2)、与所述第二炉管(2)可拆卸连接的中心组件(3)及炉门(4)，所述第二炉管(2)设置于所述第一炉管(1)的内部，且所述第二炉管(2)第一端与所述第一炉管(1)的第一端密封连接，所述第二炉管(2)的第一端和第二端均开口设置，所述中心组件(3)被用于从所述第二炉管(2)的第一端伸入至所述第二炉管(2)第二端以向所述第二炉管(2)的管外辐射热量；所述炉门(4)被用于同时密封所述第一炉管(1)的第二端与所述第二炉管(2)的第二端；所述第一炉管(1)外壁还设有加热保温元件(5)，所述加热保温元件(5)与所述中心组件(3)共同向所述第一炉管(1)的内壁与所述第二炉管(2)的外壁之间的反应腔体加热。

3.根据权利要求1或2所述的炉管装置，其特征在于，所述第二炉管(2)的第一端与所述第一炉管(1)的第一端一体成型或通过密封结构连接。

4.根据权利要求3所述的炉管装置，其特征在于，所述中心组件(3)包括：空心的悬臂式支柱(31)、直接或间接设于所述悬臂式支柱(31)上的第一加热组件(32)，所述第一加热组件(32)贴近所述第二炉管(2)的内壁。

5.根据权利要求3所述的炉管装置，其特征在于，所述加热保温元件(5)包括：第二加热组件和保温隔热层，所述保温隔热层设置于所述第二加热组件的外侧，或，所述第二加热组件内嵌于所述保温隔热层内。

6.根据权利要求4所述的炉管装置，其特征在于，所述悬臂式支柱(31)的中空区域内包括隔热垫、控制导线；所述控制导线远离所述悬臂式支柱(31)的内壁设置。

7.根据权利要求1或2所述的炉管装置，其特征在于，所述第一炉管(1)的第一端设有进气管(6)，和/或，所述进气管(6)设置于所述炉门(4)上。

8.根据权利要求1或2所述的炉管装置，其特征在于，所述第一炉管(1)内设有至少两个所述第二炉管(2)，所述中心组件(3)的数量与所述第二炉管(2)的数量一致。

9.根据权利要求1或2所述的炉管装置，其特征在于，所述第一炉管(1)通过法兰(7)与所述炉门(4)密封连接，所述法兰(7)包括：用于密封所述第一炉管(1)的端面的第一密封圈、用于密封所述炉门(4)端面的第二密封圈，以及设置于所述第一密封圈与所述第二密封圈的安装位置之间的冷却通道，所述冷却通道被用于冷却所述法兰(7)。

10.根据权利要求1或2所述的炉管装置，其特征在于，所述炉门(4)还包括物料载台，所述物料载台与所述炉门(4)可拆卸连接，所述物料载台被用于承载待反应物料。