隔熱出氣裝置和鑄錠爐的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種隔熱出氣裝置和鑄錠爐，隔熱出氣裝置包括：隔熱層，該隔熱層上設(shè)置有開口；出氣管，固定地安裝在開口內(nèi)。本實(shí)用新型在隔熱層上設(shè)置上一個(gè)開口，并且在該開口內(nèi)固定地安裝上一個(gè)出氣管，廢氣和雜質(zhì)通過該出氣管排出，可以有效地防止雜質(zhì)的堆積，從而可以保持氣路通暢；并且，在隔熱層上設(shè)置出氣管清理起來也比較方便，可以提高硅錠的生產(chǎn)效率。
【專利說明】隔熱出氣裝置和鑄錠爐
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及鑄錠爐領(lǐng)域，更具體地，涉及一種隔熱出氣裝置和鑄錠爐。
【背景技術(shù)】
[0002]鑄錠爐主要用于生產(chǎn)太陽能級(jí)多晶硅錠，它采用先進(jìn)的多晶硅定向凝固技術(shù)，將硅料高溫熔化后通過特殊工藝定向結(jié)晶，從而達(dá)到太陽能電池生產(chǎn)用多晶硅品質(zhì)的要求。由于硅料的熔點(diǎn)為1420度，所以鑄錠爐熱場(chǎng)內(nèi)溫度很高。尤其在熔化階段，熱場(chǎng)內(nèi)溫度可以達(dá)到1540度以上，加熱器及附近區(qū)域的溫度在1600度以上，而頂部出氣孔和加熱器離得較近，因此，頂部的出氣孔需要承受較高的溫度。同時(shí)，出氣孔必須始終保持通氣流暢，使多晶娃淀的生廣不間斷的進(jìn)行。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中的鑄錠爐利用碳纖維擋塊形成出氣孔，即在鑄錠爐頂部的碳條上去掉兩個(gè)長方體塊，再將碳纖維擋塊放在相應(yīng)的位置，氣體便經(jīng)過擋塊與碳條之間的空隙流出鑄錠爐。
[0004]此種設(shè)置存在很多缺點(diǎn):首先，由于石墨具有吸附作用，雜質(zhì)將很容易吸附在出氣孔處，經(jīng)過長期積累最終會(huì)造成阻塞，導(dǎo)致氣路不暢，雜質(zhì)無法排除，進(jìn)而對(duì)多晶硅錠的質(zhì)量和生產(chǎn)效率產(chǎn)生影響；其次，由于頂部的隔熱層和出氣孔都是采用的石墨材料，鑒于石墨的物理特性，在清理時(shí)難免會(huì)對(duì)隔熱層和出氣孔內(nèi)部造成損傷，而且在長時(shí)間接觸高溫后石墨容易變脆，甚至有時(shí)會(huì)因?yàn)槿藶榛蛘哞T錠爐微小的顫動(dòng)掉下；再次，當(dāng)需要對(duì)鑄錠爐進(jìn)行清理時(shí)必須等其降溫之后，工作人員進(jìn)入到鑄錠爐內(nèi)部進(jìn)行清理，這樣清理起來比較麻煩，而且還會(huì)造成時(shí)間上的浪費(fèi)，最終影響多晶硅錠的產(chǎn)量。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]本實(shí)用新型旨在提供一種隔熱出氣裝置和鑄錠爐。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面，提供了一種隔熱出氣裝置，包括:隔熱層，隔熱層上設(shè)置有開口 ；出氣管，固定地安裝在開口內(nèi)。
[0007]進(jìn)一步地，隔熱層包括碳條，開口設(shè)置在碳條上。
[0008]進(jìn)一步地，出氣管為不銹鋼制成。
[0009]進(jìn)一步地，出氣管為鑰管。
[0010]進(jìn)一步地，開口的直徑為30?40mm，且出氣管的外直徑比開口的直徑大0.5?2mm ο
[0011]進(jìn)一步地，開口的直徑為35mm，且出氣管的外直徑為36mm。
[0012]進(jìn)一步地，隔熱層上設(shè)有多個(gè)開口。
[0013]進(jìn)一步地，隔熱層上開有進(jìn)氣口和長晶測(cè)量口，出氣管圍繞進(jìn)氣口設(shè)置，長晶測(cè)量口與出氣管的距離小于出氣管與進(jìn)氣口之間的距離。
[0014]根據(jù)本實(shí)用新型的另一個(gè)方面，還提供了一種鑄錠爐，包括隔熱出氣裝置、加熱器和坩堝，且加熱器設(shè)置在隔熱出氣裝置的下方，坩堝設(shè)置在加熱器的下方，該隔熱出氣裝置為上述各實(shí)施例中的隔熱出氣裝置。
[0015]進(jìn)一步地，鑄錠爐還包括石墨側(cè)板、石墨底板、散熱部和保溫層，且石墨側(cè)板設(shè)置在坩堝的外側(cè)并與坩堝相連，石墨底板設(shè)置在坩堝的下方并與坩堝相連，散熱部設(shè)置在石墨底板的下方并與石墨底板相連，保溫層圍繞坩堝的側(cè)壁設(shè)置。
[0016]本實(shí)用新型在隔熱層上設(shè)置上一個(gè)開口，并且在該開口內(nèi)固定地安裝上一個(gè)出氣管，廢氣和雜質(zhì)通過該出氣管排出，可以有效地防止雜質(zhì)的堆積，從而可以保持氣路通暢；并且，在隔熱層上設(shè)置出氣管清理起來也比較方便，可以提高硅錠的生產(chǎn)效率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分的附圖用來提供對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，本實(shí)用新型的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本實(shí)用新型，并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的不當(dāng)限定。在附圖中:
[0018]圖1示意性示出了本實(shí)用新型中的鑄錠爐的隔熱出氣裝置的主視圖；以及
[0019]圖2示意性示出了本實(shí)用新型中的隔熱出氣裝置的俯視圖。
[0020]圖中附圖標(biāo)記:1、隔熱層；2、出氣管；3、加熱器；4、坩堝；5、石墨側(cè)板；6、石墨底板；7、散熱部；8、保溫層；9、隔熱出氣裝置；10、鑄錠爐；11、開口 ；12、進(jìn)氣口 ；13、長晶測(cè)量□。
【具體實(shí)施方式】
[0021]以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明，但是本實(shí)用新型可以由權(quán)利要求限定和覆蓋的多種不同方式實(shí)施。
[0022]作為本實(shí)用新型的第一方面，提供了一種隔熱出氣裝置9。如圖1至圖2所示，該隔熱出氣裝置9包括:隔熱層1，該隔熱層I上設(shè)置有開口 11 ;出氣管2，固定地安裝在開口11內(nèi)。
[0023]結(jié)合圖1和圖2可以看出，鑄錠爐10在生產(chǎn)太陽能級(jí)多晶硅錠時(shí)，在隔熱層I的保護(hù)下，鑄錠爐10的熱場(chǎng)內(nèi)可以保持在很高的溫度，以便達(dá)到多晶硅錠的生產(chǎn)要求；在多晶硅錠的生產(chǎn)過程中，會(huì)產(chǎn)生很多廢氣和雜質(zhì)，由于在隔熱層I上設(shè)有開口 11，所以這些廢氣和雜質(zhì)可以及時(shí)地從鑄錠爐10中排出。并且，由于本實(shí)用新型在該開口 11內(nèi)固定地安裝上了一個(gè)出氣管2，廢氣和雜質(zhì)通過該出氣管2排出，可以有效地防止雜質(zhì)的堆積，從而可以保持氣路通暢；另外，在隔熱層I上設(shè)置出氣管2使得清理雜質(zhì)時(shí)也比較方便，可以提高多晶硅錠的生產(chǎn)效率。
[0024]本實(shí)用新型克服了現(xiàn)有技術(shù)中的由于碳纖維擋塊容易吸附雜質(zhì)、阻塞氣體管道，并且清理雜質(zhì)難度大的問題，因此，只需在鑄錠爐10上安裝上本實(shí)用新型中的隔熱出氣裝置9，就可以保證在生產(chǎn)多晶硅錠時(shí)始終保持氣路通暢，并且清理雜質(zhì)也比較方便省時(shí)。
[0025]優(yōu)選地，隔熱出氣裝置9中的隔熱層I包括碳條，開口 11設(shè)置在碳條上。該碳條為碳纖維材料，由于碳纖維材料的隔熱性能良好，所以用此碳條作為隔熱層1，可以減少鑄錠爐10中的熱量散失，從而保證生產(chǎn)多晶硅錠的溫度條件。
[0026]優(yōu)選地，隔熱出氣裝置9中的出氣管2為不銹鋼制成。優(yōu)選地，為了防止隔熱層I內(nèi)層表面的碳纖維材料吸附雜質(zhì)，可以在隔熱層I的內(nèi)表面連接上一層不銹鋼。這樣設(shè)置，大大地減小了清理隔熱層I內(nèi)表面雜質(zhì)的難度。優(yōu)選地，隔熱層I的內(nèi)表面上連接上的材料與出氣管2的材料相同。
[0027]優(yōu)選地，隔熱出氣裝置9中的出氣管2為鑰管。由于含鑰的材料具有很多優(yōu)點(diǎn)，如下:鑰的強(qiáng)度大，耐高溫，不容易出現(xiàn)變形問題；鑰不容易與其他雜質(zhì)產(chǎn)生反應(yīng)，耐腐蝕；鑰表面光滑而且孔徑足夠大，雜質(zhì)不容易吸附在其表面；在不銹鋼中加入鑰，可以改善鋼的耐腐蝕性；在鑄鐵中加入鑰，可以提高鐵的強(qiáng)度和耐磨性能。因此，此處出氣管2選用含鑰的材料。優(yōu)選地，選用含鑰18%的鎳基超合金制作這種鑰管，因?yàn)檫@種合金具有熔點(diǎn)高，密度低和熱膨脹系數(shù)小等特點(diǎn)。
[0028]優(yōu)選地，隔熱出氣裝置9中隔熱層I上的開口 11的直徑為30?40mm，且出氣管2的外直徑比開口 11的直徑大0.5?2mm。此處，隔熱層I的開口 11與出氣管2選用過盈配合的方法使其緊固安裝，以防止由于前后溫差過大引起的熱脹冷縮使出氣管2脫離隔熱層I的開口。
[0029]優(yōu)選地，隔熱出氣裝置9中隔熱層I的開口 11的直徑為35mm，且出氣管2的外直徑為36mm。
[0030]優(yōu)選地，隔熱出氣裝置9中隔熱層I上設(shè)有多個(gè)開口 11。如果開口 11的個(gè)數(shù)太少，雜質(zhì)的排出速度較慢，會(huì)影響多晶硅錠的生產(chǎn)效率；如果開口 11的個(gè)數(shù)太多，會(huì)使出氣量太大，保溫的效果也會(huì)降低；因此，此處需根據(jù)實(shí)際情況設(shè)置合理個(gè)數(shù)的開口 11。優(yōu)選地，隔熱層I上設(shè)有八個(gè)開口 11。
[0031]優(yōu)選地，隔熱出氣裝置9中隔熱層I上開有進(jìn)氣口 12和長晶測(cè)量口 13，出氣管2圍繞進(jìn)氣口 12設(shè)置，長晶測(cè)量口 13與出氣管2的距離小于出氣管2與進(jìn)氣口 12之間的距離?？諝鈴倪M(jìn)氣口 12進(jìn)入后，在鑄錠爐10中經(jīng)過利用后再攜帶著雜質(zhì)從周邊的各個(gè)出氣管2中流出，因此，應(yīng)該把出氣管2圍繞進(jìn)氣口 12設(shè)置，這樣有利于氣體的利用和排出。而長晶測(cè)量口 13是用于測(cè)量多晶硅錠的，因此應(yīng)該設(shè)置在進(jìn)氣口 12和出氣管2之間的對(duì)應(yīng)生成多晶硅錠的坩堝部分的上部。
[0032]作為本實(shí)用新型的第二個(gè)方面，如圖1所示，提供了一種鑄錠爐10，包括隔熱出氣裝置9、加熱器3和坩堝4，且加熱器3設(shè)置在隔熱出氣裝置9的下方，坩堝4設(shè)置在加熱器3的下方，隔熱出氣裝置9為上述的隔熱出氣裝置9。該鑄錠爐10可以在溫度在1600度以上時(shí)，始終保持氣路通暢，并且清理雜質(zhì)時(shí)難度比較小，提高了多晶硅錠的質(zhì)量和生產(chǎn)效率。
[0033]優(yōu)選地，鑄錠爐10還包括石墨側(cè)板5、石墨底板6、散熱部7和保溫層8，且石墨側(cè)板5設(shè)置在坩堝4的外側(cè)并與坩堝4相連，石墨底板6設(shè)置在坩堝4的下方并與坩堝4相連，散熱部7設(shè)置在石墨底板6的下方并與石墨底板6相連，保溫層8圍繞坩堝4的側(cè)壁設(shè)置。多晶硅錠在生產(chǎn)過程中，需要始終保持較高的溫度，此處圍繞坩堝4設(shè)置了石墨側(cè)板5、石墨底板6和保溫層8，可以減少熱量的散失；在生產(chǎn)完成后，由于需要盡快地降低溫度，及時(shí)對(duì)雜質(zhì)進(jìn)行清理，此處在緊靠坩堝4與石墨底板6下方設(shè)置了散熱部7，可以保證在停止生產(chǎn)時(shí)及時(shí)地散發(fā)熱量，降低鑄錠爐10中的溫度。
[0034]以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本實(shí)用新型可以有各種更改和變化。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種隔熱出氣裝置，其特征在于，包括: 隔熱層(I )，所述隔熱層(I)上設(shè)置有開口( 11); 出氣管(2)，固定地安裝在所述開口(11)內(nèi)； 其中，所述隔熱層(I)上開有進(jìn)氣口(12)和長晶測(cè)量口(13)，所述出氣管(2)圍繞所述進(jìn)氣口(12)設(shè)置，所述長晶測(cè)量口(13)與所述出氣管(2)的距離小于所述出氣管(2)與所述進(jìn)氣口(12)之間的距離。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隔熱出氣裝置，其特征在于，所述隔熱層(I)包括碳條，所述開口(11)設(shè)置在所述碳條上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隔熱出氣裝置，其特征在于，所述出氣管(2)為不銹鋼制成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隔熱出氣裝置，其特征在于，所述出氣管(2)為鑰管。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隔熱出氣裝置，其特征在于，所述開口(11)的直徑為30?40mm,且所述出氣管(2)的外直徑比所述開口(11)的直徑大0.5?2mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的隔熱出氣裝置，其特征在于，所述開口(11)的直徑為35mm，且 所述出氣管(2)的外直徑為36mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隔熱出氣裝置，其特征在于，所述隔熱層(I)上設(shè)有多個(gè)所述開口(11)。
8.一種鑄錠爐，包括隔熱出氣裝置、加熱器(3)和坩堝(4)，且所述加熱器(3)設(shè)置在所述隔熱出氣裝置的下方，所述坩堝(4)設(shè)置在所述加熱器(3)的下方，其特征在于，所述隔熱出氣裝置為權(quán)利要求1至7中的任一項(xiàng)所述的隔熱出氣裝置。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的鑄錠爐，其特征在于，所述鑄錠爐還包括石墨側(cè)板(5)、石墨底板(6)、散熱部(7)和保溫層(8)，且所述石墨側(cè)板(5)設(shè)置在所述坩堝(4)的外側(cè)并與所述坩堝(4)相連，所述石墨底板(6)設(shè)置在所述坩堝(4)的下方并與所述坩堝(4)相連，所述散熱部(7)設(shè)置在所述石墨底板(6)的下方并與所述石墨底板(6)相連，所述保溫層(8)圍繞所述坩堝(4)的側(cè)壁設(shè)置。
【文檔編號(hào)】C30B29/06GK203487278SQ201320491828
【公開日】2014年3月19日 申請(qǐng)日期:2013年8月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月12日
【發(fā)明者】范士磊 申請(qǐng)人:英利能源（中國）有限公司