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Die Erfindung betrifft Schmelzöfen und Bauteile davon.
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Eine Solarzelle (Photovoltaikzelle) ist eine Vorrichtung, welche in der Lage ist, elektromagnetische Strahlung, Licht, mittels des photovoltaischen Effekts in Elektrizität umzuwandeln.
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Zu den photovoltaischen Materialien, welche in der Solarzellenindustrie verwendet werden, zählen: kristallines und amorphes Silicium, Verbindungshalbleiter, organische Farbstoffe und Polymere, sowie Nanokristalle, welche gemeinhin als Quantenpunkte bezeichnet werden. Unter diesen photovoltaischen Materialien ist kristallines Silicium, c-Si, das bei Weitem überwiegende Material.
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c-Si wird allgemein in Form großer Barren produziert, welche zu einzelnen Wafern geformt und geschnitten werden. Es existieren zwei Formate für c-Si-Materialien, monokristallines und polykristallines. Monokristallines Silicium ist ein Silicium-Einkristall ohne Korngrenzen. Polykristallines Silicium ist zusammengesetzt aus einer Vielzahl von Siliciumkristallen mit einer Korngrenze zwischen den Siliciumkristallen. Die Herstellung von c-Si erfordert eine erhebliche Menge an Energie, um das Erwärmen und Schmelzen des Siliciums zu bewirken.
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Monokristallines Silicium wird in Form abgerundeter Barren (Ingots) hergestellt, häufig unter Anwendung des Czochralski-Verfahrens. Beim Czochralski-Verfahren wird Silicium in einem Schmelzofen aufgeschmolzen, ein monokristalliner Impfkristall (der Keim) wird in die Oberfläche des geschmolzenen Siliciums getaucht, dann wird der Keim langsam unter Rotieren aus der Schmelze herausgezogen. Während des Herausziehens des Impfkristalls wird die Temperatur derart geregelt, dass ein Kristallwachstum erfolgt. Durch Steuerung der Rotationsgeschwindigkeit, der Geschwindigkeit des Herausziehens des Impfkristalls und der Temperaturgradienten im Schmelzofen ist es möglich, große zylindrische Silicium-Einkristalle herzustellen. Monokristallines Silicium besitzt den Vorteil einer größeren Umwandlungseffizienz von Sonnenlicht in elektrische Energie. Monokristallines Silicium nutzt den gegossenen Siliciumbarren jedoch nicht in effizienter Weise aus, da die zylindrischen Barren vor Herstellung der Wafer in annähernd quadratische Barren geschnitten werden müssen.
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Polykristallines Silicium wird hergestellt in Form quadratischer oder rechteckiger Barren. Beim polykristallinen Verfahren wird Silicium in einem Schmelzofen aufgeschmolzen, ein Temperaturgradient wird im Schmelzofen erzeugt und das Silicium rekristallisiert von einem Ende des Schmelztiegels zum anderen (typischerweise vom unteren zum oberen Ende). Das Ergebnis ist ein polykristalliner Barren. Die Korngrößen in dem Barren betragen typischerweise Millimeter bis Zentimeter in der Breite und wachsen in einer annähernd säulenförmigen Ausrichtung vom unteren Ende des Schmelztiegels zum oberen Ende. Der Vorgang der Kristallisation wird als directional solidification (gerichtete Erstarrung, DS) bezeichnet, und Schmelzöfen für das Wachstum von polykristallinem Silicium werden als directional solidification systems (Systeme für gerichtete Erstarrung, DSS-Schmelzöfen) bezeichnet. Die Barrengrößen beim DS werden als ganzzahlige Vielfache der Waferlänge und -breite festgelegt, was eine effiziente Verwendung des Materials erlaubt. Die polykristallinen Wafer sind jedoch bezüglich der Umwandlung von Licht in elektrische Energie nicht so effizient wie die monokristallinen Wafer. Es gibt mehrere Varianten von DSS-Schmelzöfen, einschließlich DSS-Schmelzöfen, welche modifiziert wurden, um quasi-monokristalline Barren herzustellen, sowie Schmelzöfen mit Gradient-gesteuerter Kristallisation.
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1 zeigt einen typischen Vakuum-Schmelzofen, ausgelegt für das Gießen von polykristallinen oder monokristallinen Barren. Für photovoltaische Anwendungen ist das Material üblicherweise Silicium, welches im Allgemeinen als polykristalliner Barren gegossen wird. Unabhängig vom Hersteller des Schmelzofens gibt es allgemein übliche Gestaltungsgrundlagen für Schmelzöfen. Eine wassergekühlte Ofenhülle 1, üblicherweise aus Stahl gebaut, umgibt einen Käfig 2, im Allgemeinen aus rostfreiem Stahl gebaut. Der Käfig 2 hält und trägt ein Isolierpaket 3. Das Isolierpaket 3 verringert einerseits die Menge an benötigter Energie, um den Kern des Schmelzofens auf hohe Temperatur zu erwärmen und auf dieser zu halten, andererseits schützt es die Ofenhülle 1 vor Temperaturen, welche die Hüllenmaterialien schmelzen oder rekristallisieren lassen können.
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Auf der Innenseite des Isolierpakets 3 befinden sich Heizelemente 4. Die Mehrzahl derartiger Schmelzöfen werden mittels Graphit-Widerstandsheizungselementen geheizt, wobei der Graphit mit einer Stromversorgung verbunden ist, Strom durch den Graphit geleitet wird und der Widerstand des Graphits gegenüber dem elektrischen Strom die Wärme erzeugt. Es ist möglich, andere Heizverfahren einzusetzen, einschließlich einer Induktionsheizung.
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Auf der Innenseite des Isolierpakets 3 und der Heizelemente 4 befindet sich ein Hohlraum 5, welcher einen Schmelztiegel 6 enthält, der das Material 7 enthält (z. B. Silicium), welches aufgeschmolzen oder rekristallisiert werden soll, sowie andere Graphit-Teile, die den Schmelztiegel umgeben oder tragen. Die Heizelemente 4 und der Hohlraum 5 definieren zusammen die „Heiße Zone” des Schmelzofens, welche durch das Isolierpaket 3 isoliert wird. Die Schmelztiegel 6 sind üblicherweise aus Quarzgut gebaut, jedoch können auch andere Materialien eingesetzt werden. Zu den Herstellern von DSS-Schmelzöfen zählen: ALD Vacuum Technologies, Centrotherm, Ferrotec, GT Advanced Technologies (ehemals GT Solar), Jinggong, JYT, Kayex, PVA TePla, Roth & Rau, Zhejian Jingsheng Mechanical & Electrical Co. und andere.
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Die Verringerung der zur Herstellung von c-Si benötigten Energie zählt zu den wichtigsten Zielen für die Anwender solcher Schmelzöfen, da der Energiebedarf in allen Märkten weiterhin wächst.
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Üblicherweise bestehen die Isolierpakete in derartigen Schmelzöfen aus einer Reihe von Bauteilen, welche, wenn diese zusammengebaut sind, ein annähernd würfelförmiges Isolierpaket bilden. Der für die jeweiligen Isolierbauteile verwendete Werkstoff ist üblicherweise ein Verbundwerkstoff mit geringer Dichte, bestehend aus Carbonfaser und einem carbonisierten Harz. Das Isoliermaterial besteht üblicherweise aus starrer Verbundplatte (rigid board), einem Kurzfaser-Verbundwerkstoff, hergestellt durch Harzimprägnierung von gehackter Kohlefaser, oder aus versteifter Verbundplatte (rigidified board), einem Langfaser-Verbundwerkstoff, hergestellt durch Harzimprägnierung von Carbon- oder Graphitfilz. Beispiele kommerziell erhältlicher starrer Verbundplatte schließen ein: Morgan Advanced Materials and Technology Rigid Board, Americarb CFB-17 Rigid Fiberboard Insulation, Mersen CBCF Rigid Carbon Insulation, GrafTech GRAFSHIELD GRI Thermal Insulation und andere. Beispiele kommerziell erhältlicher versteifter Verbundplatte schließen ein: Kureha KRECA FR, SGL Group SIGRATHERM Rigid Graphite Felt und andere. Im Folgenden werden sowohl starre als auch versteifte Verbundplatte als auf Carbonfaser basierendes starres Isoliermaterial bezeichnet.
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Auf Carbonfaser basierende starre Isoliermaterialien weisen mehrere Unzulänglichkeiten auf.
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Erstens erhöht die Beimischung eines carbonisierten Harzes zur Isoliermatrix die Wärmeleitfähigkeit des Materials, wodurch es weniger isolierend wirkt.
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Zweitens weisen die Isoliermaterialien insofern eine inhärente Kornstruktur auf, als dass die Fasern der Platte vorzugsweise parallel zur Plattenoberfläche ausgerichtet sind, und vorzugsweise nicht parallel zur Dicke der Platte ausgerichtet sind. Das Ausmaß der Ausrichtung variiert von Material zu Material, und die Kornstruktur spiegelt im Allgemeinen eher eine Tendenz zur Ausrichtung wider als eine strikte Ausrichtung. Das Ergebnis ist, dass diese Materialien grob unterschiedliche Isoliereigenschaften aufweisen, wenn der Wärmefluss gegen die Dicke der Platte wirkt, als wenn der Wärmefluss entlang der Länge und Breite der Platte wirkt. Bei der gegenwärtigen Anwendung ist das Ergebnis dieses unterschiedlichen Isolierwertes eine Eckenanomalie, welche den Standard-Wärmefluss stört und Fehlstellen im Barren zur Folge haben kann, während dieser wächst.
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Drittens neigen auf Carbonfaser basierende starre Isoliermaterialien zu Verwölbungen und anderen Verformungen während des Zeitraums ihrer Nutzung. Die Verwölbungen in der Isolierung haben die Bildung von Lücken zwischen den Bauteilen zur Folge, was es der Wärme erlaubt, die Isolierung zu umgehen.
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Schließlich neigen die Käfige, mit zunehmendem Alter der Schmelzöfen, zu Verformungen und Verwölbungen. Der Einbau von auf Carbonfaser basierenden starren Isoliermaterials in verwölbte Käfige wird unmöglich und die Käfige müssen ausgetauscht werden.
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Die Gestaltung der gegenwärtig bei DSS-Anwendungen verwendeten Isolierpakete ist derart, dass die Isolierbauteile bearbeitete Platten sind, welche aus auf Carbonfaser basierendem starrem Isoliermaterial bestehen. Das Zusammenfügen der Einzelteile wird im Allgemeinen über eine einfache Stoßverbindung zwischen den Einzelteilen erreicht (2).
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Stoßverbindungen zwischen Isolierbauteilen haben den Nachteil, dass jede Stoßverbindung 8 einen Weg für eine Wärmeübertragung bereitstellt, einen „thermischen Kurzschluss”, welcher den Gesamtisolationswert des Systems verringed und den Energiebedarf während des Betriebs erhöht. Thermische Kurzschlüsse können außerdem zur Möglichkeit des „Durchstrahlens” führen, einem gefährlichen Zustand, wodurch die Lichtenergie aus der heißen Zone des Schmelzofens direkt auf die äußere Hülle strahlt. Die auf die Hülle übertragene Wärme kann eine Schmelzofen-Explosion verursachen. Zusätzlich bietet die Stoßverbindung keinerlei Verstärkung, um die Wirkung der zuvor beschriebenen Verwölbungen und Verformungen von auf Carbonfaser basierendem starrem Isoliermaterial einzuschränken.
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Schließlich sind die Ecken des Isolierpakets nicht einheitlich in Bezug auf die Dicke der Isolierung, verglichen mit den Wänden des Isolierpakets. In einem Zusammenbau von Seitenplatten 9, wie in 3 dargestellt, beträgt die Dicke durch die Ecke 10 etwa 70% der Stärke der Wand; in einem Zusammenbau von Seitenplatten 9, wie in 4 dargestellt, beträgt die Dicke durch die Ecke 11 etwa 140% der Wandstärke. Das bedeutet, dass sich der Widerstand gegenüber dem Wärmefluss von einer Quelle 12 (beispielsweise einem Schmelztiegel 5) in die Richtungen 13 vom Widerstand gegenüber dem Wärmefluss in die Richtungen 14 unterscheidet, was zu einer ungleichmäßigen Verteilung der Wärme innerhalb der Wärmequelle 12 führt.
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Die zusammengefassten Ergebnisse dieser Unzulänglichkeiten der Konstruktionen des Stands der Technik führen zu gesteigertem Energieverbrauch und verringerter Qualität der Barren.
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Um die zuvor genannten Unzulänglichkeiten zu überwinden, wurde eine neue Schmelzofen-Gestaltung ersonnen, bei welcher flexibler Carbonfilz zwischen den Seitenplatten und dem Käfig angebracht wird.
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Der Umfang der Erfindung wird, wie in den anhängenden Ansprüchen im Lichte der folgenden erläuternden, jedoch nicht beschränkenden Beschreibung, sowie mit Bezug auf die Zeichnungen, dargelegt, worin:
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1 eine schematische Ansicht eines Vakuum-Schmelzofens entsprechend des Standes der Technik ist;
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2 ein schematischer Ausschnitt einer herkömmlichen Art und Weise zum Zusammenfügen von Platten mit Stoßverbindung ist;
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3 und 4 schematische Ausschnitte einer herkömmlichen Art und Weise sind, um Platten an einer Ecke zusammenzufügen;
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5 ein schematischer Ausschnitt analog zu 2 und 4 ist und einen Ausschnitt einer Ecke der Isolierung von einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
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6 eine orthogonale Ansicht eines unteren Käfigs und des Isolierpakets eines Schmelzofens gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
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7 eine invertierte orthogonale Ansicht eines oberen Käfigs ist, komplementär zur Unterseite von 6;
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8 eine Schnittansicht eines Käfigs ist, umfassend den unteren Käfig aus 6 und dem oberen Käfig aus 7;
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9 ein Schema ist, welches Verbindungselemente für Teilbereiche des Isolierpakets der Erfindung zeigt;
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10 und 11 Zeichnungen eines Zusammenbaus eines Käfigs und eines Isolierpakets wie in 6-8 abgebildet sind;
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12 die typische Wärmeleitfähigkeit für starre Verbundplatten von Morgan sowie Carbonfilz von Morgan zeigt.
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Ein typisches Isolierpaket gemäß der vorliegenden Erfindung ist in 5 schematisch zum Teil abgebildet sowie als orthogonale Ansicht und als Schnittansicht in 6, 7 und 8. In 6, 7 und 8 umfasst ein Käfig einen oberen Käfig 15 und einen unteren Käfig 16. Eine äußere Schicht aus Graphitfolie 17 überzieht die Seitenwände des oberen Käfigs 15 und des unteren Käfigs 16. Auf der Innenseite der äußeren Graphitfolienschicht 17 und durch diese geschützt befindet sich eine Schicht 18 aus flexiblem Carbonfilz. Die äußere Graphitfolienschicht ist optional. Die äußere Graphitfolienschicht schützt den Carbonfilz vor chemischem Abbau, beispielsweise verursacht durch siliciumhaltigen Dampf, der das Material angreift. Auf der Innenseite der Schicht 18 aus flexiblem Carbonfilz befinden sich Seitenplatten 9 aus auf Carbonfaser basierendem starrem Isoliermaterial. Die Seitenplatten 9 können optional mit Graphitfolie oder Graphitfarbe überzogen sein, um die Anfälligkeit des Materials gegenüber einem durch den siliciumhaltigen Dampf verursachten Abbau zu verringern. Diese Anordnung ist an allen vier Seiten des Isolierpakets ausgeführt.
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Die oberen Platten 19 umfassen üblicherweise Platten aus auf Carbonfaser basierendem starrem Isoliermaterial, welches flexiblen Carbonfilz beidseitig bedeckt. Das untere Ende des Isolierpakets umfasst einen Zusammenbau von Randplatten 20 und einer Mittelplatte 21. Obwohl nur eine einzelne Mittelplatte abgebildet ist, ist es möglich, mehrere Platten zu verwenden. Gleichermaßen ist es möglich, eine einzelne Platte anstelle der Randplatten 20 und der Mittelplatte 21 zu verwenden, obgleich die separate Bereitstellung von Rand- und Mittelplatten die Vorteile besitzt, dass separate Rand- und Mittelplatten (20, 21) ein gewisses Ausmaß an relativer Bewegung erlauben, derart, dass die Basis sich Verformungen im Käfig anpassen kann. Ferner können die Randplatten 20 spanabhebend bearbeitet sein, um es einer einfachen, unbearbeiteten Platte zu erlauben, die Mittelplatte 21 zu bilden.
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Üblicherweise sind die Randplatten 20 und die Mittelplatte 21 oder ihre Entsprechungen aus auf Carbonfaser basierendem starrem Isoliermaterial gebildet.
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In Abhängigkeit von der Anwendung sind andere Bauarten möglich, beispielsweise, indem dem unteren Ende des Isolierpakets eine zusätzlichen Carbonfilz-Isolierung bereitgestellt wird.
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Ein Schlüsselmerkmal der neuen Isolierpaket-Gestaltung ist die Einbeziehung von flexiblem Carbonfilz als Ersatz für das ganz außen liegende Isoliermaterial, welches herkömmlicherweise an den Seiten des Isolierpakets bereitgestellt ist.
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Carbonfilz besitzt eine geringere Wärmeleitfähigkeit (untere Kurve in 12) als das auf Carbonfaser basierende starre Isoliermaterial (obere Kurve in 12). Daher kann dessen Einbeziehung in die Gestaltung des Isolierpakets den Energiebedarf drastisch verringern.
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Zweitens erlaubt die Einbeziehung von Carbonfilz in die Gestaltung es der Isolierung, den differentiellen Wärmefluss zwischen den Wänden und den Ecken des Isolierpakets abzuschwächen. Dies kann erreicht werden, indem die Filz-Isolierung um das Innere des Isolierkäfigs gewickelt wird. Die Filzhülle um die Ecken des Isolierkäfigs verbessert die thermische Einheitlichkeit der heißen Zone und kann zu einer Verbesserung der Qualität der produzierten Barren führen. Es muss nicht notwendigerweise eine durchgehende Filzschicht bereitgestellt werden (einander überlappende Abschnitte von Filz können verwendet werden), jedoch besitzt eine durchgehende Filzbahn den Vorteil, dass nur wenige Verbindungsstellen, an denen Wärme entweichen kann, entstehen, und dass die Gefahr einer Bewegung des Filzes, was Lücken zwischen den Filzabschnitten öffnen könnte, verringert wird. Die Bereitstellung von wenigstens einer durchgehenden Schicht von flexiblem Carbonfilz, welcher um wenigstens eine der Seitenplatten gewickelt wird, um sich selbst zu überlappen, verringert die der Verwendung von Carbonfilz-Abschnitten innewohnende Gefahr.
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Carbonfilz wird typischerweise mit einem großen Seitenverhältnis hergestellt. Die typische Länge einer Rolle Filz beträgt ungefähr fünfzehn Meter und die Breite weniger als einen Meter. Das große Seitenverhältnis empfiehlt sich für ein durchgehendes Wickeln der Schichten von Filzmaterial, was einen nahtlosen Isolierkörper für das Isolierpaket bereitstellt.
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Ein zweites Merkmal der neuen Gestaltung ist die Einbeziehung von Gestaltungsmerkmalen, welche einen direkten Weg für den Wärmefluss von der heißen Seite der Isolierung zur kalten Seite verhindern.
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Dies wird auf zweierlei Weise erreicht. Erstens ist die Gesamtzahl der Plattenbauteile im Vergleich zu herkömmlichen Gestaltungen verringert worden, was die Zahl von möglichen Wegen, über die Wärme entweichen kann, verringert.
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Zweitens sind Elemente in die Verbindungsstellen jedes Einzelteils der starren Isolierung eingearbeitet worden, um zweierlei Zwecken zu dienen: zum einen, um einen nicht-linearen Weg von der heißen Seite der Isolierung zur kalten Seite zu schaffen; und zum anderen, um ein optionales gegenseitiges Verbinden und ein optionales Ineinandergreifen der Plattenteile bereitzustellen.
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Wie in 5 ersichtlich, besitzen Randbereiche der Platten 9 zueinander komplementäre Verbindungselemente, um eine Verbindungstelle 16 zwischen den Platten 9 bereitzustellen, was einen nicht-linearen Weg ergibt. Dieser nicht-lineare Weg vom Hohlraum des Schmelzofens in Richtung des Äußeren der Isolierung mildert die Gefahr einer Wärmeübertragung durch die Verbindungsstelle hindurch.
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Auf ähnliche Weise kann ein nicht-linearer Weg von der heißen Seite der Isolierung zur kalten Seite bereitgestellt werden:
- • im Verbindungsbereich zwischen den oberen Platten und den Seitenplatten sowie den unteren Platten und den Seitenplatten
- • zwischen den Seitenplattenteilen
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Wie in 8 ersichtlich, und detaillierter in 9, kann der Verbindungsbereich zwischen den oberen Platten und den Seitenplatten sowie den unteren Platten und den Seitenplatten bereitgestellt werden durch Spundungen 23, umfassend eine Furche in der entsprechenden oberen oder unteren Platte, welche eine Kante der Seitenplatte 9 aufnimmt. Auf ähnliche Weise kann eine Nut-Feder-Verbindung 24 zwischen den Seitenplattenstücken verwendet werden, indem die Kanten der Seitenplattenstücke 9 entsprechend ausgeformt werden.
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Die abgebildeten Verbindungen dienen nur der Erläuterung, und es können andere Verbindungen verwendet werden. Die grundlegenden Merkmale der abgebildeten Verbindungen bestehen in der Bereitstellung nicht-linearer Wege von der heißen Seite der Isolierung zur kalten Seite. Andere Bauformen, die diesem Zweck dienen können, sind in der
WO 2011/106580 dargestellt.
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Bolzenlöcher 25 durch die Seitenplatten 9 und zugehörige Bolzenlöcher 26 in den Käfigen können Bolzen (nicht abgebildet) aufnehmen, um die Seitenplatten an den Bolzenlöchern zu befestigen. Die Bolzen können aus einem Carbon-Verbundmaterial bestehen.
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Als Folge der Gestaltung wird es den Platten aus auf Carbonfaser basierendem starrem Isoliermaterial erschwert, sich bei der Verwendung zu verformen. Die Auswahl der Verbindungen an jeder Schnittstelle zwischen Bauteilen bietet eine Verstärkung, welche Verwölbungen mindert oder ganz verhindert. So fixieren beispielsweise die Spundungen zwischen dem oberen Ende und den Seiten sowie dem unteren Ende und den Seiten die Seitenplatten an ihrer Position. Auf ähnliche Weise schließt die Nut-Feder-Verbindung zwischen den Seitenplatten die Platten zwangsweise zusammen, wodurch die Möglichkeit einer Verwölbung eliminiert wird. Schließlich stellt die Ausführung der Verbindung zwischen den Ecken der Seitenplatten ein ähnliches Fixierungselement bereit.
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Das Isolierpaket kann in den oberen und unteren Teilbereichen des Käfigs separat montiert werden, wie in 6 und 7 dargestellt, und später, wie in 8, in den Schmelzofen eingesetzt werden, oder sie können als Kompletteinheit montiert werden.
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Um einen Schmelzofenkäfig und ein Isolierpaket gemäß 6-8 herzustellen, werden die oberen und unteren Segmente des Isolierpakets separat montiert. 10 zeigt eine typische Montage-Sequenz a–f für das untere Segment, und 11 zeigt eine typische Montage-Sequenz a–e für das obere Segment.
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Der obere Käfig 15 und der untere Käfig 16 können gesäubert werden, um frei von Oberflächenverunreinigungen zu sein. Ein geeignetes Klebemittel kann auf die inneren Seitenwände des Käfigs gesprüht werden. Zu den Beispielen für ein geeignetes Klebemittel zählen 3M Super 77 und Barnes Distribution Web Tite Adhesive. Bahnen von Graphitfolie 17, vorgeschnitten auf die Dimensionen der Wand des Käfigsegments, sind, falls vorhanden, mit dem Sprühkleber auf das Innere des Käfigs angebracht, um die Einzelteile ortsfest zu halten. Beispiele einer geeigneten Graphitfolie schließen ein: GrafTech GRAFOIL GTA und SGL Group SIGRAFLEX C. Die Dicke der Graphitfolie sollte größer sein als 0,005'' (≈ 0,127 mm) und beträgt vorzugsweise wenigstens 0,060'' (≈ 1,52 mm).
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Die unteren Randplatten 20, 21 können in den unteren Schmelzofenkäfig 16 montiert werden, und die oberen Isolierteile 19 können in den oberen Schmelzofenkäfig 15 montiert werden. Die unteren und oberen Platten 20, 21, 19 sind üblicherweise aus starrem Isoliermaterial maschinell hergestellt, wie beispielsweise Morgan AM&T Rigid Board.
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Eine dünne, nicht-durchgängige Schicht von Klebemittel kann auf die Innenfläche der Graphitfolienbahn 17 aufgetragen werden. Beginnend an einer der Ecken wird der flexible Carbonfilz 18 auf die Graphitfolie 17 geklebt und zu den Seiten des entsprechenden Käfigs gepresst. Damit die Umwicklung fortgeführt werden kann, kann der Sprühkleber auf die Innenfläche jeder konzentrischen Schicht der Carbonfilz-Umhüllung 18 aufgetragen werden. Die Carbonfilz-Umhüllung 18 wird auf konzentrische, fortlaufende Weise fortgeführt mit einem oder mehreren Stücken Carbonfilz, bis die gewünschte Stärke erreicht worden ist. Die Stärke des Filzmaterials liegt idealerweise innerhalb von +/– 5 mm der starren Isolierung, welche diese ersetzt, kann jedoch auch außerhalb dieser Grenzen liegen. Beispielsweise liegt, falls der Carbonfilz 45 mm an starrer Isolierung ersetzt, eine geeignete Stärke zwischen 40 mm und 50 mm. Zu den geeigneten Carbonfilz-Materialien zählen: Morgan AM&T VDG Carbonfilz und MOR-GAN AM&T WDF Graphitfilz. Die seitlichen Isolierplatten 9 werden in ihre entsprechende Käfighälfte eingebaut. Die seitlichen Isolierplatten 9 sind ein starres Isoliermaterial, beispielsweise MORGAN AM&T Rigid Board. Die Seitenplatten 9 werden in der aufnehmenden Spundungsverbindung 23 fixiert, welche sich an den oberen und unteren Platten befinden. Die oberen und unteren Käfige 15, 16 mit der Isolierung werden anschließend in den Schmelzofen montiert. Die obere Platte 19 wird üblicherweise aus zwei Stücken aus bearbeiteten starren Verbundplatten gefertigt, welche Carbonfilz beidseitig bedecken. Die unteren Platten 20, 21 sind bearbeitete starre Verbundplatten.
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Die obige Beschreibung dient allein zu Zwecken der Darstellung, und dem Fachmann werden Varianten und Alternativen offensichtlich sein und sind hierin in dem durch die Ansprüche abgedeckten Ausmaß erfasst.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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