KR101524023B1 - 서셉터 용기내 재료의 전기 유도 가열 및 용융을 위한 전력 시스템 - Google Patents

서셉터 용기내 재료의 전기 유도 가열 및 용융을 위한 전력 시스템 Download PDF

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Abstract

별개의 전원으로부터 서셉터 용기를 둘러싸는 별개의 존재의 적어도 2개의 유도 코일중 각각에 위상 동기화된 ac 전압이 공급되는 서셉터 용기내의 재료를 가열 및 용융시키기 위한 장치 및 프로세스가 제공된다. 각 소스로부터 유도 코일로의 전력 크기는 소스의 출력 전압의 펄스폭 제어에 의해 제어된다. 각 소스로부터의 출력 주파수는 재료의 전기 도전성 상태에 기초하여 고정되거나 가변적이다. 선택적인 전자기 교반이 서셉터 용기내의 재료가 용융된 후에 전원의 전압 출력간에 위상 천이를 줌으로써 달성된다.

Description

서셉터 용기내 재료의 전기 유도 가열 및 용융을 위한 전력 시스템{ELECTRIC POWER SYSTEM FOR ELECTRIC INDUCTION HEATING AND MELTING OF MATERIALS IN A SUSCEPTOR VESSEL}
본 발명은 서셉터 용기내 재료의 전기 유도 가열 및 용융을 위한 전력 시스템에 관한 것이다.
실리콘과 같이, 고체 상태에서 비도전성이고 용융 상태에서 도전성을 갖는 재료는 고체 상태로 서셉터 용기에 재료를 놓고 서셉터 용기를 유도 가열함으로써 서셉터 용기내에서 가열될 수 있다. 가열된 서셉터로부터 용기내의 고체 상태 재료로의 열 전달은 재료를 가열하여 전기 도전성 용융 상태로 용융시키기 시작할 것이다. 그다음, 전기 유도 전력이 용융된 재료를 유도 가열하고 용융시키기 위해 사용될 수 있다.
일부 배열에서, 2개 이상의 유도 코일이 별개의 교류 전원에 접속된 유도 코일의 각각을 서셉터 용기의 외부의 상이한 존 또는 섹션을 두를 수 있다. 유도 코일을 흐르는 별개의 전원의 각각으로부터의 교류는 용기내의 서셉터 또는 재료와 유도 결합하는 자기장을 생성한다. 또한 생성된 자기장은 2개 이상의 유도 코일 사이에 상호 인덕턴스를 생성한다. 이러한 배열중 일부에서, 별개의 전원의 출력은 특히 용기내의 재료가 용융되고 상호 인덕턴스의 값이 변함에 따라 2개 이상의 유도 코일 사이의 상호 인덕턴스에 의해 역효과가 날 수 있다.
본 발명의 하나의 목적은 2개 이상의 유도 코일이 2개 이상의 코일간 상호 유도 결합을 유발하는 배열로 제공될 때 서셉터 용기내의 재료를 유도 가열하고 용융시키기 위한 전력 시스템을 제공하는 것이다.
하나의 특징에서 본 발명은 전력이 별개의 전원으로부터 각 유도 코일에 제공될 때 서셉터 용기에 놓여진 재료를 유도 가열하기 위해 서셉터 용기를 둘러싸는 2개 이상의 유도 코일에 전력을 제공하는 장치 및 방법이다.
또 다른 특징에서, 본 발명은 고체 상태의 실질상 비도전성 상태로부터 용융 상태의 도전성 상태로 전이하는 전이 재료를 유도 가열하기 위해 서셉터 용기를 둘러싸는 2개 이상의 유도 코일에 전력을 제공하는 장치 및 방법이다. 각 유도 코일에는 별개의 교류(ac)원으로부터 전력이 공급된다. 2개 이상의 유도 코일로의 모든 전원으로부터의 출력 전압은 위상 동기화된다. 각 전원으로부터의 출력 전력 크기는 2개 이상의 유도 코일의 각각에 의해 둘러싸인 서셉터 존에 열을 공급하기 위해 필요한대로 독립적으로 조정된다. 전원의 출력 전압의 선택적인 위상 천이 조정은 서셉터 용기내의 모든 전이 재료가 서셉터 용기내의 용융 재료의 단방향 교반을 얻기 위해 용융된 후에 제공될 수 있다. 본 발명의 일부 실시예에서 모든 전원의 출력 주파수가 서셉터 유도 가열 주파수로부터 용융 재료 유도 가열 주파수로 전이한다.
본 발명의 상기 및 다른 특징은 본 명세서 및 첨부된 청구범위에서 더 설명되어 있다.
아래에 간략하게 요약된 첨부된 도면이 본 발명의 실시예에 대해 이해를 위해 제공되고, 이러한 도면은 본 발명을 제한하지 않는다.
도 1은 본 발명의 서셉터 용기내의 재료의 전기 유도 가열 및 용융을 위한 전력 시스템의 하나의 실시예의 단순화된 도면,
도 2는 도 1에 도시된 본 발명의 전력 시스템과 함께 사용된 전원의 하나의 예의 단순화된 도면,
도 3(a) 및 도 3(b)는 도 1에 도시된 각 전원으로부터 출력된 전력 레벨을 독립적으로 제어하기 위해 사용되는 펄스폭 제어의 하나의 타입의 그래프,
도 4(a)는 도 1에 도시된 전원에 대한 출력 전압 위상전이로 달성되는 단방향 전자기 교반의 하나의 패턴을 도시한 도면이고, 도 4(b)는 도 1에 도시된 양 전원으로부터 출력된 위상 동기화되고 동일한 크기의 전력으로 달성되는 4개의 루프 전자기 교반을 도시한 도면, 및
도 5(a) 및 도 5(b)는 전자기 교반을 달성하기 위해 도 1에 도시된 전원의 도 3(a) 및 도 3(b)에 도시된 위상 방향에 관하여, 전압 출력의 ±90도 위상 천이의 하나의 예를 도시한 도면.
도 1은 본 발명의 하나의 제한되지 않는 실시예를 도시하고 있다. 서셉터 용기(12, 점선으로 도시됨)의 외부는 용기의 높이를 따라 상이한 존 또는 섹션에 위치된 적어도 2개의 유도 코일에 의해 둘러싸여 있다. 이러한 예에서, 적어도 2개의 유도 코일은 하부 유도 코일(14a) 및 상부 유도 코일(14b)로 지정되어 있다. 별개의 ac 전원(16a, 16b)에는 이들의 출력부(Vout)가 도 1에 도시된 적어도 2개의 유도 코일중 하나에 접속되어 있다. 각 전원에 대한 제한되지 않는 적합한 예는 도 2의 전원(16)이다. 이러한 전원은 유틸리티 전력을 직류(dc) 전력으로 전환하는 ac-dc 컨버터부(30); dc 전류 및/또는 전압을 여과하는 필터부(32) 및 dc 전력으로부터 ac 전력을 합성하는 인버터부(34)를 포함한다. 이러한 예에서, 컨버터부는 전파 다이오드 브릿지 정류기(31)을 포함하고, 필터부는 전류 리미팅 리액터(LCLR) 및 전압 스무딩 커패시터(CFIL)를 포함하고, 인버터부는 ac 출력 전압(Vout)을 산출하기 위해 안티 병렬 다이오드(D1, D2, D3, D4)를 갖고 있고 H-브릿지 구성으로 배열된 고체 스위치(S1, S2, S3, S4)를 포함한다. 각 스위치는 도 2에 상징적으로 도시된 예를 들어, 절연 게이트 바이폴라 트랜지스터(IGBT)를 포함하는 임의의 타입의 회로 스위칭 디바이스일 수 있다. 유틸리티 전력은 보통 50 또는 60헤르쯔이고, 이러한 예에서, 도 2에 A, B, C로 표시된 3상 전원으로서 도시되어 있다. 인버터부의 출력부와 상술된 접속된 유도 코일간에 제공될 수 있는 튜닝 또는 임피던스 매칭 커패시터는 도 2에 도시되어 있지 않다. 또한, 부하 매칭을 위한 인버터부와, 접속된 유도 코일 간에 제공될 수 있는 변압기는 도면에 도시되어 있지 않다.
본 발명의 일부 실시예에서, 보통 고정된 전원의 동작 출력 주파수는 서셉터 용기에 의해 형성된 내부 볼륨내로의 적어도 하나의 기준 (유도 와전류) 깊이를 달성하기 위해 상대적으로 낮아야 하는데, 예를 들어, 25 내지 70 헤르쯔의 범위에 있어야 한다. 유도 와전류 관통 깊이는 유도 와전류(인가된 필드)의 주파수 및 자기장과 결합된 재료의 전도도에 종속되어 있다. 보다 구체적으로, 유도 와전류 관통의 깊이(δ)는 다음의 등식에 의해 주어진다.
δ=503(ρ/㎌)1/2
여기에서 δ는 재료의 전기 저항(Ωm)이고, μ는 재료의 비투자율이고, F는 2개 이상의 유도 코일(14a, 14b)이 출력 주파수 F로 별개의 전원(16a, 16b)으로부터 구동된 경우의 인가 자장에 의한 유도 와전류의 주파수이다.
서셉터 용기내의 재료가 고체 상태에 비도전성을 갖고 있고 용융 상태에서 도전성을 갖는 실리콘과 같은 재료(여기에서 전이 재료로 부른다)일 때, 필드가 용기의 내부를 관통한다할 지라도, 서셉터의 초기에만 유도되는 가열이 고체 상태에서 재료에 일어날 것이다. 도가니내의 전이 재료가 서셉터 용기로부터 재료로 열의 전도에 의해 용융할 때, 용융 및 반용융 전이 재료는 추가 용융될 것이고 자속은 용기내의 용융 재료와 유도 결합될 것이다.
본 발명에서, 각 전원의 출력 전압(VOUT)은 위상 폐루프 회로와 같은 적합한 위상 동기화 회로(18)에 의해 위상 동기화되고, 따라서, 전입 재료의 상태가 고체로부터 용융상태로 변화함에 따라 (유도 코일간 상호 인덕턴스 M을 포함하는) 부하 임피던스에서의 변화에 영향을 받지 않는다. 각 전원은 마스터 위상 컨트롤러로서 기능할 수 있고 다른 전원은 이러한 마스터 위상 컨트롤러에 슬레이브화된다.
각 유도 코일에 인가된 전력 크기는 예를 들어, 도 3(a) 및 도 3(b)에 도시된 바와 같이 전압 출력 펄스폭 제어에 의해 제어될 수 있다. 도 3(a)에 도시된 바와 같이, 전원(16a)으로부터 하부 유도 코일(14a)로의 출력 전압에 대한 펄스폭은 대략 90 퍼센트의 듀티 사이클인 반면에, 도 3(b)에 도시된 바와 같이, 전원(16b)으로부터 상부 유도 코일(14b)로의 출력 전압에 대한 펄스폭은 대략 45 퍼센트의 튜티 사이클이고, 양 전원 위상은 동일한 동작 주파수(fop)에서 잠금된다. 즉, 양 전원으로부터 하부 및 상부 유도 코일로의 전체 전력의 초기 비율은 2:1이다. 전원을 동작시키는 하나의 방법은 전이 재료의 충분한 양이 용융되고 전기 도전성을 가질 때까지 대부분의 교체 전이 재료가 용기내에 있을 때 서셉터 용기의 하부 부분을 유도 가열하기 위해 큰 크기의 전력을 하부 유도 코일에 초기에 공급하는 것이다. 이러한 전이 기간 동안, 용기내의 모든 전이 재료가 용융할 때 양 전력으로부터의 전력 출력 레벨이 동일해질 때까지(양 코일에 대한 전체 전력의 동일한 비) 상부 유도 코일로의 전력 크기가 증가할 수 있고 하부 유도 코일로의 전력 크기가 감소할 수도 있다.
서셉터 용기내의 용융 전이 재료의 어느 정도의 비정규적으로 패턴화된 전자기 교반이 동일하지 않은 크기의 전력이 상하부 유도 코일에 공급되지만, 서셉터 용기내의 용융 전이 재료의 전자기 교반의 선택 정제되고 제어된 패턴이, 상하부 유도 코일에 인가된 전압 사이에 아무런 위상 천이가 없을 때 도 4(b)에 도시된 바와 같이 4개의 루프 전자기 교반보다 차라리 도 4(a)에 도시된 바와 같이 단방향 전자기 교반을 달성하기 위해 +90도로부터 -90도까지 범위의 위상 범위내의 적어도 어딘가에서 별개의 전원의 출력부 간의 선택가능한 위상 천이를 달성하도록 추가 제어 회로를 제공함으로써 달성될 수 있다. 도 4(a)내의 화살표에 의해 지시된 교반 패턴은 하부 유도 코일(14a)에 인가된 전압이 위상선행하고 상부 유도 코일(14b)에 인가된 전압이 위상지연할 때 달성된다. 도 4(a)내의 배열은 고체 상태의 추가된 전이 재료(90)가 신속히 가열되고 용융되는 (축 CL 를 따라) 용융재료의 중심 영역내에서 다운되도록 용기내의 용융 재료에 추가 전이 재료를 더할 때 유리하다. 도 5(a) 및 도 5(b)는 도 3(a) 및 도 3(b)에 사용되는 위상 방위에 비하여 ±90도 위상 천이된 전압도면이다.
본 발명의 다른 예에서, 별개의 전원의 각각의 동작 출력 주파수는 변경가능할 수 있다. 예를 들어, 서셉터 용기(12)내의 재료가 전이 재료라면, 서셉터 용기는 적어도 부분적으로 비도전성 고체 상태로 전이 재료로 초기에 파일링되고, 별개의 전원의 각각의 초기 출력 주파수는 서셉터 유도 가열 주파수로 설정될 수 있고, 이것은 서셉터 재료로의 관통의 적어도 하나의 기준 깊이를 달성하고, 별개의 전원의 각각의 출력 전압은 본 발명의 다른 실시예에서 상술된 바와 같이 위상 동기화된다. 서셉터 유도 가열 주파수는 보통 대략 1kHz가 될 것이다. 일단 고체 전이 재료가 가열된 서셉터 재료로부터의 열 전달에 의해 용융되기 시작하면, 별개의 전원의 각각의 출력 주파수는 용융된 전이 재료 유도 가열 주파수로 감소될 수 있고, 이러한 주파수는 용기내의 용융 전이 재료로의 관통의 적어도 하나의 기준 깊이를 달성한다. 각 유도 코일에 인가된 전압 크기는 본 발명의 다른 예에서 상술된 바와 같이 전압 출력 펄스폭 제어에 의해 제어될 수 있다. 보통 용융 전이 재료 유도 가열 주파수는 대략 100kHz가 될 것이다. 프로세스의 이러한 포인트에서, 대부분의 전이 재료의 가열은 전이 재료의 직접적인 와전류 유도 가열에 의해 달성된다. 일단 서셉터 용기내의 전이 재료 모두가 용융되면, 별개의 전원의 각각의 출력 주파수는 유지 주파수로 낮추어질 수 있고, 각 유도 코일에 공급된 전력 크기는 본 발명의 상기 다른 예에서 상술된 바와 같이 전압 출력 펄스폭 제어에 의해 유지 유도 가열 전력 레벨로 감소되고, 위상 천이각으로 원하는 정도의 전자기 교반을 달성한다. 용융된 전이 재료가 서셉터 용기로부터 내려질 때까지 선택된 온도에서 용융된 전이 재료의 실질적으로 전체 용기를 유지함을 나타내는 유지 상태에서, 별개의 전원의 각각의 출력 주파수, 별개의 전원의 각각의 출력 전압간 위상 천이각 및 별개의 전원의 각각의 출력 전압 펄스폭은 필요에 따라 조정될 수 있다. 예를 들어, 프로세서는 주파수, 위상 천이 및 출력 전압 펄스폭 제어를 위한 컴퓨터 프로그램을 실행하여, 예를 들어, 용기내의 용융된 재료의 실제 온도를 검출하는 비접촉 온돈 검출 장치로부터, 입력 신호에 응답하여 용융된 전이 재료 유지 온도를 유지할 수 있다.
예를 들어, 전이 재료가 실리콘일 때, 용기로부터 용융 전이 재료를 드로잉하는 것에 대한 대안으로서, 적어도 2개의 유도 코일로의 전력의 크기는 최하부 유도 코일로부터 최상부 유도 코일까지 제로로 연속으로 감소될 수 있고, 실리콘이 용기내에서 방향성을 갖고 응고될 수 있도록 적어도 2개의 별개의 전원의 출력 전압간의 위상 천이를 제로로 감소시킬 수 있다(위상 동기화될 수 있다).
본 발명에 사용되는 용어 "서셉터 용기"는 유도 용융 용기 또는 도가니를 포함하고, 이것들은 이러한 용기 또는 도가니의 사이드 또는 바닥 근방에 분포되는 하나 이상의 이산 서셉터 엘리먼트를 포함한다. 즉, 전체 용기는 본 발명의 일부 예에서 서셉터 재료로 구성될 필요가 없다.
본 발명의 상기 예는 2개의 유도 코일을 사용하고 있지만, 각각 별개의 전원에 접속된 2개 보다 많은 유도 코일이 본 발명의 다른 예에서 사용될 수 있다. 이러한 배열내의 적어도 2개의 인접한 유도 코일은 상술된 바와 같이 위상 동기화된 인가 전압을 갖는다.
본 발명의 상기 예에 대한 대안기술은 필요하다면, 유용한 ac 전력, 예를 들어, 50 또는 60 Hz ac 유틸리티 전력을 변환하여 별개의 위상 동기화된 전력 라인을 유도 코일의 각각에 공급하는 것이다. 전자기 교반에 대한 위상 천이는 예를 들어, 적당한 위상 천이 회로를 제공함으로써 달성될 수 있다.
본 발명의 상기 예가 설명을 위해 제공되었지만 본 발명을 제한하려는 것은 아니다. 본 발명이 다양한 실시예에 대하여 설명되었지만, 여기에 사용된 단어는 제한 보다는 설명을 위한 것이다. 본 발명이 여기에 특정 수단, 재료 및 실시예에 대해 여기에 기술되었지만, 본 발명은 여기에 특정된 부분에 한정되는 것은 아니고, 첨부된 청구범위에서와 같이, 모든 기능적으로 등가의 구조, 방법 및 용도를 포함한다. 이러한 명세서의 기술을 사용하는 당업자는 수많은 수정을 얻을 수 있고, 본 발명의 범위를 벗어남 없이 변경시킬 수 있다.

Claims (12)

  1. 용기의 상이한 섹션을 둘러싸는 적어도 2개의 유도 코일에 교류를 공급함으로써, 서셉터를 적어도 부분적으로 포함하는 용기내의 재료를 가열 및 용융하는 방법으로서,
    상기 용기에 고체 상태의 재료의 충전물을 놓는 단계;
    상기 적어도 2개의 유도 코일의 각각에 별개의 전원으로부터 출력 교류를 공급하는 단계로서, 모든 별개의 전원의 출력 전압은 위상 동기되어 동작하는 단계; 및
    상기 위상 동기되어 동작하는 별개의 전원의 각각의 출력 전압의 독립적인 펄스폭 제어에 의해 적어도 2개의 유도 코일의 각각으로의 전력의 크기를 변화시키는 단계;를 포함하고
    상기 위상 동기되어 동작하는 별개의 전원의 각각의 출력 전압의 독립적인 펄스폭 제어는 상기 용기의 상부 근방에 위치된 적어도 2개의 유도 코일과 상기 용기의 하부 근방에 위치된 적어도 2개의 유도 코일의 전체 공급 전력의 비율을 초기에 적어도 2 대 1로 하여 전력을 공급하는 단계 및 상기 고체 상태의 재료가 비도전성 고체 상태로부터 도전성 용융 상태로 전이함에 따라 상기 2 대 1의 전체 공급 전력의 비율을 낮추는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 용기내 재료의 가열 및 용융 방법.
  2. 제1항에 있어서, 실질적으로 모든 재료가 용융 상태일 때 상기 용기내의 재료를 전자기적으로 교반하기 위해 상기 적어도 2개의 별개의 전원의 출력 전압 사이에 위상 천이를 주는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 용기내 재료의 가열 및 용융 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 별개의 전원의 각각의 출력 주파수를, 상기 용기내의 재료의 충전물이 실질상 고체 상태일 때 서셉터 유도 가열 주파수로부터 상기 용기내의 재료의 충전물이 실질상 고체가 아닐 때의 용융된 재료 유도 가열 주파수로 변화시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 용기내 재료의 가열 및 용융 방법.
  4. 용기의 상이한 섹션을 둘러싸는 적어도 2개의 유도 코일에 교류를 공급함으로써, 서셉터를 적어도 부분적으로 포함하는 용기내의 전이 재료를 가열 및 용융하는 방법으로서,
    상기 용기에 전이 재료의 충전물을 놓는 단계;
    상기 용기의 내부 볼륨 내로 적어도 하나의 기준 깊이의 전류 관통을 위해 별개의 전원으로부터 상기 적어도 2개의 유도 코일의 각각으로 고정 주파수 출력 교류를 공급하는 단계로서, 모든 별개의 전원의 출력 전압은 위상 동기되어 동작하는 단계; 및
    상기 위상 동기되어 동작하는 별개의 전원의 각각의 출력 전압의 독립적인 펄스폭 제어에 의해 적어도 2개의 유도 코일의 각각으로의 전력의 크기를 변화시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 용기내 전이 재료의 가열 및 용융 방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 전력의 크기를 변화시키는 단계는 상기 용기의 상부 근방에 위치된 적어도 2개의 유도 코일과 상기 용기의 하부 근방에 위치된 적어도 2개의 유도 코일의 전체 공급 전력의 비율을 초기에 적어도 2 대 1로 하여 전력을 공급하는 단계 및 상기 전이 재료가 비도전성 고체 상태로부터 도전성 용융 상태로 전이함에 따라 상기 2 대 1의 전체 공급 전력의 비율을 낮추는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 용기내 전이 재료의 가열 및 용융 방법.
  6. 제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 전력의 크기를 변화시키는 단계는 상기 용기내의 모든 전이 재료가 실질상 도전성 용융 상태일 때 상기 적어도 2개의 유도 코일의 각각에 전체 전력의 동일한 비율의 전력을 공급하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 용기내 전이 재료의 가열 및 용융 방법.
  7. 용기의 상이한 존을 둘러싸는 적어도 2개의 유도 코일에 교류를 공급함으로써, 서셉터를 적어도 부분적으로 포함하는 용기내의 전이 재료를 가열 및 용융하는 방법으로서,
    상기 용기에 전이 재료의 충전물을 놓는 단계;
    상기 적어도 2개의 유도 코일의 각각에 별개의 전원으로부터, 상기 서셉터내로의 적어도 하나의 기준 깊이의 전류 관통을 위해 선택된 서셉터 유도 가열 주파수에서 출력 교류를 공급하는 단계로서, 모든 별개의 전원의 출력 전압은 위상 동기되어 동작하는 단계; 및
    상기 위상 동기되어 동작하는 별개의 전원의 각각의 출력 전압의 독립적인 펄스폭 제어에 의해 적어도 2개의 유도 코일의 각각으로의 전력의 크기를 변화시키는 단계;
    상기 별개의 전원의 각각으로부터의 출력 교류의 주파수를, 상기 용기내의 용융된 전이 재료내로의 적어도 하나의 기준 깊이의 전류 관통을 위해 선택된 용융된 전이 재료 유도 가열 주파수로 변경하는 단계; 및
    상기 전이 재료가 비도전성 고체 상태로부터 도전성 용융 상태로 전이할 때 상기 용기내의 전이 재료를 전자기적으로 교반하기 위해 상기 적어도 2개의 별개의 전원의 출력 전압 사이에 위상 천이를 주는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 용기내 전이 재료의 가열 및 용융 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 전력의 크기를 변화시키는 단계는 상기 용기의 상부 근방에 위치된 적어도 2개의 유도 코일과 상기 용기의 하부 근방에 위치된 적어도 2개의 유도 코일의 전체 공급 전력의 비율을 초기에 적어도 2 대 1로 하여 전력을 공급하는 단계 및 상기 전이 재료가 비도전성 고체 상태로부터 도전성 용융 상태로 전이함에 따라 상기 2 대 1의 전체 공급 전력의 비율을 낮추는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 용기내 전이 재료의 가열 및 용융 방법.
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서, 상기 전력의 크기를 변화시키는 단계는 상기 용기내의 전이 재료가 실질상 도전성 용융 상태일 때 상기 적어도 2개의 유도 코일의 각각에 전체 전력의 동일한 비율의 전력을 공급하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 용기내 전이 재료의 가열 및 용융 방법.
  10. 제7항 또는 제8항에 있어서, 상기 별개의 전원의 각각으로부터의 출력 교류 전류의 주파수를 용융 전이 재료 유지 교반 주파수로 동시에 감소시키는 단계, 상기 적어도 2개의 별개의 전원의 출력 전압 사이에 유지 교반 위상 천이를 주는 단계; 및 상기 용기의 모든 전이 재료가 도전성 용융 상태가 된 후에, 상기 적어도 2개의 유도 코일의 각각으로의 출력 전력의 크기를 유지 교반 전력 크기로 감소시키는 단계를 더 포함하고,
    상기 유지 교반 주파수, 유지 교반 위상 천이 및 유지 교반 전력 크기는 도전성 용융 상태의 상기 용기내 모든 전이 재료를 유지 온도로 유지하기 위해 선택되는 것을 특징으로 하는 용기내 전이 재료의 가열 및 용융 방법.
  11. 용기의 상이한 섹션을 둘러싸는 적어도 2개의 유도 코일에 교류를 공급함으로써, 서셉터를 적어도 부분적으로 포함하는 용기내의 실리콘을 가열, 용융 및 일방향 응고시키는 방법으로서,
    상기 용기에 야금 등급의 실리콘 재료의 충전물을 놓는 단계;
    상기 적어도 2개의 유도 코일의 각각에 별개의 전원으로부터, 서셉터 용기의 벽 내로의 적어도 하나의 기준 깊이의 전류 관통을 위해 선택된 서셉터 유도 가열 주파수로 출력 교류를 공급하는 단계로서, 모든 별개의 전원의 출력 전압은 위상 동기되어 동작하는 단계; 및
    상기 용기의 상부 근방에 위치된 적어도 2개의 유도 코일과 상기 용기의 하부 근방에 위치된 적어도 2개의 유도 코일의 전체 공급 전력의 비율을 초기에 적어도 2 대 1로 하여 전력을 공급하고, 상기 야금 등급의 실리콘 재료가 비도전성 고체 상태로부터 도전성 용융 상태로 전이함에 따라 상기 2 대 1의 전체 공급 전력의 비율을 낮추도록 상기 별개의 전원의 각각의 출력 전압의 독립적인 펄스폭 제어에 의해 상기 적어도 2개의 유도 코일의 각각으로의 전력의 크기를 변화시키는 단계;
    상기 별개의 전원의 각각으로부터의 출력 교류의 주파수를, 상기 용기내의 도전성 용융 상태 실리콘내로의 적어도 하나의 기준 깊이의 전류 관통을 위해 선택된 용융된 실리콘 유도 가열 주파수로 변경하는 단계; 및
    상기 야금 등급의 실리콘 재료가 상기 비도전 고체 상태 실리콘으로부터 도전성 용융 상태 실리콘으로 전이함에 따라 상기 용기내의 야금 등급의 실리콘 재료를 전자기적으로 교반하기 위해 상기 적어도 2개의 별개의 전원의 출력 전압 사이에 위상 천이를 주는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 용기내의 실리콘의 가열, 용융 및 일방향 응고 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 도전성 용융 상태 실리콘을 상기 용기의 하부로부터 상부까지 일방향 응고시키기 위해 상기 적어도 2개의 별개의 전원의 출력 전압 사이의 위상 천이를 제로로 연속 감소시키면서 상기 적어도 2개의 유도 코일의 각각으로의 전력의 크기를 최하부 유도 코일로부터 최상부 유도 코일까지 제로로 연속 감소시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 용기내의 실리콘의 가열, 용융 및 일방향 응고 방법.
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