CN110822903B - 一种电加热炉体 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电加热炉体，包括炉壳、隔热层、内腔体和加热装置，内腔体设于炉壳内，隔热层设于内腔体与炉壳之间，炉壳的两端分别设有端盖和炉门，加热装置包括至少一组环形布置的加热丝，加热丝设于隔热层与内腔体之间，加热丝由一根铠装电热丝沿圆周方向S形布置形成，铠装电热丝的两端各连接一个加热器冷端，加热器冷端固定在端盖上，各组加热丝沿轴向依次布置。本发明将内腔体即反应腔体跟炉壳做成一体式的炉体结构，免去是石英管的搬运和安装环节，用铠装电热丝代替原有结构的整个炉丝，降低炉丝的热容，免去复杂的绕丝和卡绝缘子，将用于与铠装电热丝接线的加热器冷端安装在端盖上，不在炉壳的外圆周面上，避免搬运安装过程中碰断。

Description

一种电加热炉体

技术领域

本发明涉及太阳能电池的制备设备，尤其涉及一种电加热炉体。

背景技术

太阳能电池片生产过程中，有两个重要环节，表面镀膜扩散，通常是在管式PECVD和扩散炉内炉体完成。炉体(或者叫电加热器)是管式PECVD和扩散炉的核心部件，炉体普遍采用石英管作为工艺反应室，石英材料的易碎性导致石英管在运输、安装、调试、使用过程中极易破裂损坏，管口处的缺口和管身的裂纹等缺陷均会引起真空***漏气，在使用过程中也需频繁更换石英管，影响生产效率、增加维护成本。

现有技术中，炉体由外到内依次是：炉壳1、保温棉毯101、炉丝102。炉体两端有棉圈103，相邻的炉丝102之间用绝缘子104分开，引线排105通过焊接沿半径方向引出，在炉体内安装石英管，两端通过端盖4和炉门5密封就构成了反应腔体，通过炉丝加热，抽真空，石墨舟载电池片，在石英管进行镀膜工艺。

然而，石英管真空反应室是通过密封法兰将径向密封圈与石英管压合密封，对密封法兰的加工精度、安装技巧的要求非常高。在安装调试过程中，非常依赖安装调试人员的经验，安装压合不到位可能造成漏气，安装压合过紧可能压裂石英管，在安装过程中操作不当可能造成密封法兰和石英管之间发生磕碰，碰碎石英管口而漏气；在使用过程中，装有待反应物的载具需落在石英管内壁上，石英管长期承受其重力，可能造成管壁破裂而漏气。炉丝加工处理过程比较复杂，因为炉丝刚性比较大，需要处理电阻率和炉丝绕圈内径达到指定要求，炉体装配过程中需要借助工装，焊接引线，铺棉毯，卡绝缘子(每个炉体绝缘子数目：13*181＝2353个)等工作量大。引线跟炉丝焊接处脆弱，容易发生断裂，焊接还会对阻值有一定影响，引线排在圆柱面上，炉体放置时不能随便滚动，不然容易出现碰坏引线排。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种将反应腔体跟炉壳做成一体式的炉体结构、免去是石英管的搬运和安装环节，用多段铠装电热丝代替整根炉丝的电加热炉体。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种电加热炉体，包括炉壳、隔热层、内腔体和加热装置，所述内腔体设于炉壳内，所述隔热层设于内腔体与炉壳之间，所述炉壳的两端分别设有端盖和炉门，所述加热装置包括至少一组环形布置的加热丝，所述加热丝设于隔热层与内腔体之间，所述加热丝由一根铠装电热丝沿圆周方向S形布置形成，所述铠装电热丝的两端各连接一个加热器冷端，所述加热器冷端固定在端盖上，各组加热丝沿轴向依次布置。

作为上述技术方案的进一步改进，每组加热丝配设一个热电偶，所述热电偶固定在端盖上。

作为上述技术方案的进一步改进，所述铠装电热丝包括不锈钢外壳、绝缘体和发热体，所述发热体设于不锈钢外壳内，并通过绝缘体与不锈钢外壳隔开。

作为上述技术方案的进一步改进，所述隔热层与内腔体之间设有防止加热丝移动的锁紧件。

作为上述技术方案的进一步改进，所述锁紧件为螺栓，所述螺栓依次穿设于隔热层与内腔体上，且隔热层与内腔体上均设有与螺栓配合的螺纹孔。

作为上述技术方案的进一步改进，所述隔热层包括至少一层含镐棉毯。

作为上述技术方案的进一步改进，各热电偶在端盖上呈环形布置，各加热器冷端在端盖上呈环形布置，且加热器冷端位于热电偶的外周。

作为上述技术方案的进一步改进，所述内腔体为石英腔体。

作为上述技术方案的进一步改进，所述炉壳两端设有密封法兰，所述端盖与一端的密封法兰连接，所述炉门与另一端的密封法兰连接。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明的电加热炉体，用多段的铠装电热丝代替传统的整根炉丝，免去炉丝的前处理，免去卡绝缘子，降低了比热容降低能耗；传统炉丝沿轴线方向圆形绕在一个圆筒上，呈螺旋状，通电后会产生磁场，本发明中铠装电热丝来回绕在一个圆弧面上可以抵消磁场，同时炉体内的温度分布更加均匀；传统炉体要求一整根炉丝(因为通电后焊接处容易烧坏，造成炉体报废)，对炉丝浪费较大，本发明中铠装电热丝，是多段独立的避免了浪费；将炉壳上需要与炉丝焊接的引线排，将铠装电热丝接线端放置于端面上，避免了搬运或者放置过程中炉体滚动，损害引线排，同时免去焊接引线；将反应腔体(内腔体)跟加热装置做到一起，无需单独设置石英管，避免石英管的搬运和安装。

附图说明

图1是现有技术中加热炉体的结构示意图。

图2是现有技术中加热炉体的内部结构示意图。

图3是现有技术中加热炉体的炉丝和绝缘子的结构示意图。

图4是本发明的电加热炉体的主视结构示意图。

图5是本发明的电加热炉体的轴向结构示意图。

图6是本发明中铠装电热丝的结构示意图。

图7是本发明中加热器冷端的结构示意图。

图中各标号表示：

1、炉壳；101、保温棉毯；102、炉丝；103、棉圈；104、绝缘子；105、引线排；11、密封法兰；2、隔热层；3、内腔体；4、端盖；41、安装板；5、炉门；6、加热丝；61、铠装电热丝；611、不锈钢外壳；612、绝缘体；613、发热体；7、加热器冷端；71、流水号；8、热电偶；9、螺栓。

具体实施方式

以下结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。

如图4至图7所示，本实施例的电加热炉体，包括炉壳1、隔热层2、内腔体3和加热装置，内腔体3设于炉壳1内，隔热层2设于内腔体3与炉壳1之间，炉壳1的两端分别设有端盖4和炉门5，加热装置包括至少一组环形布置的加热丝6，加热丝6设于隔热层2与内腔体3之间，加热丝6由一根铠装电热丝61沿圆周方向S形布置形成，铠装电热丝61的两端各连接一个加热器冷端7，加热器冷端7固定在端盖4上，各组加热丝6沿轴向依次布置。

本实施例以加热丝6设置六组为例，六组加热丝6沿炉壳1轴向依次布置。每组加热丝配两个加热器冷端7，加热器冷端7在炉体内部的一端与铠装电热丝61连接，另外一端跟电源线连接，属于连接电源与铠装电热丝61的过渡结构。与所有铠装电热丝61两端连接的加热器冷端7布置在端盖4上。使用是将装载电池片的石墨舟直接放置在内腔体3内即可实现对电池片进行加热。

该电加热炉体将内腔体3即反应腔体跟炉壳1做成一体式的炉体结构，免去是石英管的搬运和安装环节，用铠装电热丝61代替原有结构的整根炉丝，降低炉丝的热容(原有的炉丝一般需要60公斤，将炉丝从常温加热到反应温度需要消耗能量；将温度降低时间也更长)，免去复杂的绕丝和卡绝缘子，铠装电热丝61灵活，将用于与铠装电热丝61接线的加热器冷端7安装在端盖4上，不在炉壳1的外圆周面上，避免搬运安装过程中碰断。需要说明的是，加热丝6也可以设置为六组以下或者六组以上，根据炉体的长度选择。

本实施例中，对加热器冷端7进行编号打标，添加流水号71做标识，避免混乱。每组加热丝6配设一个热电偶8，热电偶8安装在端盖4上。每组铠装电热丝61形成一个温区，可单独控制温度，热电偶8用于测量每个温区的瞬时温度。具体的，端盖4的中心区域设置一个安装板41.热电偶8安装在该安装板41上，加热器冷端7也安装在该安装板41上。各热电偶8在安装板41上呈环形布置，各加热器冷端7在安装板41上呈环形布置，分别在以端盖4中心为圆心，不同半径的圆上(加热器冷端7位于热电偶8的外周)。

本实施例中，铠装电热丝61包括不锈钢外壳611、绝缘体612和发热体613，发热体613设于不锈钢外壳611内，并通过绝缘体612与不锈钢外壳611隔开，绝缘体612优选为是氧化镁。铠装电热丝61最高承受的温度750℃，用于加热给反应室提供热源，铠装电热丝61表面不得有严重划伤、碰伤、裂纹、凹坑等不良现象。本实施例中，发热体613优选为两根。除此之外，也可以为单根或者多根。

本实施例中，隔热层2与内腔体3之间设有防止加热丝6移动的锁紧件。锁紧件优选为螺栓9，螺栓9依次穿设于隔热层2与内腔体3上，且隔热层2与内腔体3上均设有与螺栓9配合的螺纹孔，通过旋转螺栓9，拧紧内腔体3和隔热层2，夹住加热丝6，从而防止加热丝6产生滑动或者移动。

本实施例中，炉壳1两端焊接有密封法兰11，端盖4与一端的密封法兰11连接，炉门5与另一端的密封法兰11连接。隔热层2包括三层隔热效果非常好的含镐棉毯。内腔体3设计要求有效内径d为460mm，内腔体3为优选为石英腔体，石英材料具有耐高温、耐腐蚀的特点。除此之外，也可以采用还可以用其他耐高温耐腐蚀材料代替。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。

Claims (7)

1.一种电加热炉体，其特征在于：包括炉壳(1)、隔热层(2)、内腔体(3)和加热装置，所述内腔体(3)设于炉壳(1)内，所述隔热层(2)设于内腔体(3)与炉壳(1)之间，所述内腔体(3)为石英腔体，所述内腔体(3)与炉壳(1)为一体式结构，免去石英腔体的搬运和安装环节，所述炉壳(1)的两端分别设有端盖(4)和炉门(5)，所述加热装置包括至少一组环形布置的加热丝(6)，所述加热丝(6)设于隔热层(2)与内腔体(3)之间，所述加热丝(6)由一根铠装电热丝(61)沿圆周方向S形布置形成，所述铠装电热丝(61)的两端各连接一个加热器冷端(7)，所述加热器冷端(7)固定在端盖(4)上，各组加热丝(6)沿轴向依次布置，所述隔热层(2)与内腔体(3)之间设有防止加热丝(6)移动的锁紧件。

2.根据权利要求1所述的电加热炉体，其特征在于：每组加热丝(6)配设一个热电偶(8)，所述热电偶(8)固定在端盖(4)上。

3.根据权利要求1所述的电加热炉体，其特征在于：所述铠装电热丝(61)包括不锈钢外壳(611)、绝缘体(612)和发热体(613)，所述发热体(613)设于不锈钢外壳(611)内，并通过绝缘体(612)与不锈钢外壳(611)隔开。

4.根据权利要求1所述的电加热炉体，其特征在于：所述锁紧件为螺栓(9)，所述螺栓(9)依次穿设于隔热层(2)与内腔体(3)上，且隔热层(2)与内腔体(3)上均设有与螺栓(9)配合的螺纹孔。

5.根据权利要求1至3任意一项所述的电加热炉体，其特征在于：所述隔热层(2)包括至少一层含镐棉毯。

6.根据权利要求2所述的电加热炉体，其特征在于：各热电偶(8)在端盖(4)上呈环形布置，各加热器冷端(7)在端盖(4)上呈环形布置，且加热器冷端(7)位于热电偶(8)的外周。

7.根据权利要求1至3任意一项所述的电加热炉体，其特征在于：所述炉壳(1)两端设有密封法兰(11)，所述端盖(4)与一端的密封法兰(11)连接，所述炉门(5)与另一端的密封法兰(11)连接。

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