CN210134185U - 一种多晶铸锭炉加热器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多晶铸锭炉加热器，包括圆形的顶部加热器和与所述顶部加热器配合连接且用以支撑所述顶部加热器的圆筒状的侧部加热器，还包括设于所述顶部加热器、用以连接电源的电极。上述多晶铸锭炉加热器与炉壳形状相适应，多晶铸锭炉加热器的体积及内部空间得以提升，从而增加了单次投料量和硅锭的产量，降低了生产硅锭的单位能耗及成本。

Description

一种多晶铸锭炉加热器

技术领域

本实用新型涉及太阳能光伏技术领域，特别涉及一种多晶铸锭炉加热器。

背景技术

多晶铸锭炉加热器是装配于多晶硅铸锭炉、用于提升炉内温度的设备。在太阳能光伏行业，铸锭技术中如何增大投料量一直是技术难点，而目前技术中所使用的多晶铸锭炉加热器结构设置不合理，占用了炉台的有效使用空间，可对原料进行熔铸的有效空间减小，致使投料量无法提高。在多晶的铸锭中，更大的投料量意味着更低的单位成本，现有的四顶侧加热器多为立方型结构，而外炉壳为圆形结构，这使得加热器侵占了炉台很大的空间，这使得多晶铸锭炉的单次投料量及硅锭的产量较低，生产硅锭的单位能耗及成本较高。

因此，如何提高多晶铸锭炉的投料量，降低单位硅锭及晶棒的单位成本成为本领域技术人员需要解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种多晶铸锭炉加热器，该加热器能够提高多晶铸锭炉的投料量，增加硅锭及晶棒的单次产量，降低生产硅锭及晶棒的单位生产成本和能耗。

为实现上述目的，本实用新型提供一种多晶铸锭炉加热器，包括圆形的顶部加热器和与所述顶部加热器配合连接且用以支撑所述顶部加热器的圆筒状的侧部加热器，还包括设于所述顶部加热器、用以连接电源的电极。

可选地，还包括设于所述顶部加热器和所述侧部加热器之间、用以连接所述顶部加热器和所述侧部加热器的连接板。

可选地，所述顶部加热器和所述侧部加热器的圆周方向的对应位置上开设有固定孔；

所述连接板的两端开设有与所述固定孔配合的配合孔，所述连接板通过所述固定孔、所述配合孔及紧固件连接所述顶部加热器和所述侧部加热器。

可选地，所述连接板为角接板，所述配合孔开设于所述角接板相互垂直的两侧。

可选地，所述顶部加热器的周向设有用以容纳所述连接板的一侧的限位槽，所述顶部加热器的所述固定孔开设于所述限位槽内且所述限位槽与所述连接板一一对应设置。

可选地，所述限位槽沿所述顶部加热器的周向均匀设置。

可选地，所述顶部加热器包括多个相间设置的圆环加热部和连接并固定所述圆环加热部的圆环连接部。

可选地，多个所述圆环加热部的宽度相等，且任意相邻的两个所述圆环加热部之间的间距相同。

可选地，所述侧部加热器包括多个蛇形加热段，多个所述蛇形加热段首尾相连构成圆筒状。

可选地，所述蛇形加热段和所述圆环加热部的横截面均为矩形。

相对于上述背景技术，本实用新型所提供的多晶铸锭炉加热器包括顶部加热器和与顶部加热器配合连接并且对顶部加热器其支撑作用的侧部加热器，顶部加热器设有连接电源的电极。在电极连通电源时，顶部加热器和侧部加热器相互配合形成放置坩埚及投放原料的空间，通过顶部加热器和侧部加热器对坩埚及坩埚内的原料进行加热，使原料逐步经历融化、长晶、退火和冷却四个过程，完成硅锭及晶棒的生产。

特别的，顶部加热器呈圆形，侧部加热器呈与顶部加热器配合的圆筒状，顶部加热器和侧部加热器相互配合形成一个倒扣的圆柱壳的形状，通过上述设置使得多晶铸锭炉加热器的形状与炉壳的相同，二者匹配贴合，相对于设于炉壳内且最大至内切于炉壳的立方型结构的加热器，多晶铸锭炉加热器的内部空间显著增大，可以设置在多晶铸锭炉加热器内设置更多的坩埚及投放更多的原料，不仅可以放置方形坩埚，还可以设置圆形坩埚，经计算及实践表明，在同一规格的炉壳内，采用圆形的多晶铸锭炉加热器单次产量相对传统的立方型结构的铸锭炉加热器，硅锭的单次产量由36块增加到了57块，硅锭的产量和生产效率显著提高，生产硅锭的单位能耗及成本降低，顺应节能减排、高效生产的趋势。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例所提供的多晶铸锭炉加热器的结构图；

图2图1中多晶铸锭炉加热器中坩埚的开方的投影图。

其中：

1-顶部加热器、11-限位槽、12-圆环加热部、13-圆环连接部、14-电极、2-侧部加热器、21-蛇形加热段、3-连接板、4-坩埚。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

多晶铸锭炉加热器是装配于多晶铸锭炉、用于提升炉内温度的设备。多晶铸锭的温度较高，最高接近2000℃，多晶铸锭炉加热器通常采用石墨材料制成并设有电极14，通过电极14连接电源对坩埚4及坩埚4内的原料进行加热，使原料逐步经历融化、长晶、退或和冷却四个过程，完成硅锭及晶棒的生产。

为了使本技术领域的技术人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。

请参考图1和图2，图1为本实用新型实施例所提供的多晶铸锭炉加热器的结构图，图2图1中多晶铸锭炉加热器中坩埚的开方的投影图。

本实用新型所提供的多晶铸锭炉加热器包括顶部加热器1和侧部加热器2，顶部加热器1和侧部加热器2一般均采用石墨材料制成；此外，顶部加热器1还设有电极14，连接电源实现顶部加热器1和侧部加热器2的发热。其中，顶部加热器1为圆形，侧部加热器2为与顶部加热器1配合的圆筒状，从而实现与对顶部加热器1的配合连接及对顶部加热器1的支撑。一般来说，顶部加热器1可以设置沿圆形边缘向外延伸的凸起，通过凸起搭接固定于侧部加热器2。需要说明的是，以上所述连接不仅指结构上的接触，还包括实现导电的电性连接。

上述顶部加热器1和侧部加热器2相互配合，形成一个整体呈倒扣的圆柱壳状的多晶铸锭炉加热器，从而使得多晶铸锭炉加热器的形状与炉壳的形状贴合，多晶铸锭炉加热器可贴合炉壳设置而不是像传统的立方型加热器最大只能内切于炉壳；由于现有的炉壳为圆形结构，在相同尺寸的炉壳内，圆筒状的多晶铸锭炉加热器的规格、尺寸较传统的立方型加热器增大，多晶铸锭炉加热器的内部空间也显著增大，从而使得可以在多晶铸锭炉加热器内布置更多的坩埚4及投放更多的原料。经计算及实践表明，采用圆筒状的多晶铸锭炉加热器相对传统的立方型加热器，多晶铸锭炉的单次硅锭产量由36增加到了57，生产效率显著提高，且单位生产成本和生产能耗降低，符合节能减排的需求，同时也为企业带来较为丰厚的经济效益。

下面结合具体实施例对本实用新型所提供多晶铸锭炉加热器进行更加详细的介绍。

在本实用新型所提供的一种具体实施例中，多晶铸锭炉加热器主要包括两个加热部分和连接电源向两个加热部分供电的电源。两个加热部分具体包括圆形的顶部加热器1和支撑顶部加热器1的圆筒状的侧部加热器2；侧部加热器2与顶部加热器1配合连接，这里的连接不单指结构上的接触支撑，还特别指实现导电的电性连接；电极14通常设置在顶部加热器1，且由于顶部加热器1和侧部加热器2连接，实现同时向顶部加热器1和侧部加热器2供电。当然，电极14的位置也可以根据实际需要进行调整，由于多晶铸锭炉炉膛内的温度较高，最高可接近2000℃，一般的金属电阻难以满足加热需求，顶部加热器1和侧部加热器2通常采用石墨材料制成。

侧部加热器2连接支撑顶部加热器1的结构可以为多种，示例性的，顶部加热器1的圆周方向设有沿其径向向外延伸的搭接爪，侧部加热器2设有供搭接爪搭接的搭接部；通过搭接爪实现顶部加热气搭接固定于侧部加热器2，同时实现电性连接。

在本实用新型所提供的另一种具体实施例中，多晶铸锭炉加热器还包括连接顶部加热器1和侧部加热器2的连接板3，顶部加热器1和侧部加热器2通过连接板3实现连接和相对位置的固定，连接板3同时还起到导电作用，因此，连接板3的材料可以采用与顶部加热器1和侧部加热器2相同的材料，有助于减小接触电阻；举例来说，连接板3的两端可以分别插接于顶部加热器1和侧部加热器2的对应位置。

为提高顶部加热器1和侧部加热器2的固定效果的导电性，连接板3通过螺钉等紧固件连接顶部加热器1和侧部加热器2。顶部加热器1的圆周方向开设有与连接板3连接的固定孔，侧部加热器2与顶部加热器1对应的位置上开设有与连接板3连接的固定孔，连接板3的两端分别开设有与固定孔配合的配合孔，以便于连接板3通过固定孔、配合孔及螺钉等紧固件连接顶部加热器1和侧部加热器2。

连接板3可以采用角接板，所谓角接板是指具有相互垂直的两条侧边的连接板3。这样一来，顶部加热器1的固定孔可以开设于顶部加热器1的上表面或者下表面，侧部加热器2的固定孔则可以开设在侧部加热器2的侧面且与顶部加热器1相对应的位置。

为优化上述实施例，顶部加热器1的圆周方向还设有限位槽11，顶部加热器1的固定孔开设于限位槽11内，连接板3或角接板的一端置于限位槽11内实现与顶部加热器1的连接固定，限位槽11与连接板3的数量关系为一一对应，为了提高受力的均匀性，限位槽11和连接板3均沿顶部加热器1的圆周方向均匀设置。限位槽11的设置能够有效防止顶部加热器1和侧部加热器2发生圆周方向的相对运动，保证了连接强度，表面因顶部加热器1和侧部加热器2周向的相对运动导致连接处的电阻发生变化。

上述实施例所述的顶部加热器1包括多个相间设置的圆环加热部12，也即多个石墨环，还包括连接固定多个圆环加热部12的圆环连接部13；一般来说，圆环连接部13沿顶部加热器1的径向设置。采用多个圆环加热部12相间设置的目的是便于为布置在多晶铸锭炉加热器内的原料提供一个惰性气体环境。

侧部加热器2包括多个首尾依次串接的蛇形加热段21，多个蛇形加热段21首尾连接围成圆筒状，形成对顶部加热器1的支撑。所谓蛇形加热段21是指加热器的结构呈蛇形转折弯曲，流出足够向多晶铸锭炉加热器内部提供惰性气体的空间。

为了提高多晶铸锭炉加热器的加热均匀性，多个圆环加热部12的宽度相同，且任意相邻两个圆环加热部12之间的间距相同。蛇形加热段21和圆环加热部12均呈扁平状，二者的横截面为矩形或者圆角矩形。

以上对本实用新型所提供的多晶铸锭炉加热器进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种多晶铸锭炉加热器，其特征在于，包括圆形的顶部加热器(1)和与所述顶部加热器(1)配合连接且用以支撑所述顶部加热器(1)的圆筒状的侧部加热器(2)，还包括设于所述顶部加热器(1)、用以连接电源的电极(14)。

2.根据权利要求1所述的多晶铸锭炉加热器，其特征在于，还包括设于所述顶部加热器(1)和所述侧部加热器(2)之间、用以连接所述顶部加热器(1)和所述侧部加热器(2)的连接板(3)。

3.根据权利要求2所述的多晶铸锭炉加热器，其特征在于，所述顶部加热器(1)和所述侧部加热器(2)的圆周方向的对应位置上开设有固定孔；

所述连接板(3)的两端开设有与所述固定孔配合的配合孔，所述连接板(3)通过所述固定孔、所述配合孔及紧固件连接所述顶部加热器(1)和所述侧部加热器(2)。

4.根据权利要求3所述的多晶铸锭炉加热器，其特征在于，所述连接板(3)为角接板，所述配合孔开设于所述角接板相互垂直的两侧。

5.根据权利要求4所述的多晶铸锭炉加热器，其特征在于，所述顶部加热器(1)的周向设有用以容纳所述连接板(3)的一侧的限位槽(11)，所述顶部加热器(1)的所述固定孔开设于所述限位槽(11)内且所述限位槽(11)与所述连接板(3)一一对应设置。

6.根据权利要求5所述的多晶铸锭炉加热器，其特征在于，所述限位槽(11)沿所述顶部加热器(1)的周向均匀设置。

7.根据权利要求6所述的多晶铸锭炉加热器，其特征在于，所述顶部加热器(1)包括多个相间设置的圆环加热部(12)和连接并固定所述圆环加热部(12)的圆环连接部(13)。

8.根据权利要求7所述的多晶铸锭炉加热器，其特征在于，多个所述圆环加热部(12)的宽度相等，且任意相邻的两个所述圆环加热部(12)之间的间距相同。

9.根据权利要求8所述的多晶铸锭炉加热器，其特征在于，所述侧部加热器(2)包括多个蛇形加热段(21)，多个所述蛇形加热段(21)首尾相连构成圆筒状。

10.根据权利要求9所述的多晶铸锭炉加热器，其特征在于，所述蛇形加热段(21)和所述圆环加热部(12)的横截面均为矩形。

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