一种用于化学气相沉积法镀膜玻璃的反应器制造技术

本发明专利技术公开了一种用于化学气相沉积法镀膜玻璃的反应器，包括可独立预设温度的对进入的反应气体在反应器长度方向上可实施独立均匀布气的进气室和钢梁承载体；进气室包括均压空腔和包围均压空腔、由外界控制系统控制的用于控制均压空腔内反应气体温度的热媒介质腔；钢梁承载体包括进气室、进气通道、反应室、排气通道、排气室，构成反应气体通道。进气室钢构独立于反应室、排气室的钢构，其通过滑块螺栓与反应室、排气室的钢构连接，连接处设保温材料。本发明专利技术实现了进气室和反应室不同温度控制，以及在玻璃带横向方向可均匀布置的排气室，有效提高用于化学气相沉积法镀膜玻璃的工艺可控性和产品质量，适合平板玻璃生产线应用。

【技术实现步骤摘要】
一种用于化学气相沉积法镀膜玻璃的反应器
本专利技术涉及平板玻璃生产线在线生产镀膜玻璃领域，具体涉及一种用于化学气相沉积法镀膜玻璃的反应器。
技术介绍
镀膜玻璃是建筑节能领域重要的建筑材料之一，它既保留了窗户的透光性能，又发展成为具有能够高效阻隔热量传递功能的玻璃，将镀膜玻璃经过加热钢化制成中空玻璃或真空玻璃，就被赋予普通平板玻璃的特殊的节能、环保、安全和装饰等多项新功能；同时由于镀膜玻璃又可以具有良好的导电和热加工性能，成为太阳能电池和电子产品的基板玻璃。镀膜玻璃按照制造工艺可分为在线镀膜玻璃和离线镀膜玻璃两种工艺，所谓在线镀膜玻璃就是石英砂等原料通过熔窑熔化澄清制造平板玻璃的过程中，在适合的温度区域内，嫁接上镀膜设备，将镀膜的先驱物通过镀膜设备均匀地喷洒在具有较高温度的玻璃表面上，镀膜先驱物在高温下热解反应，反应物沉积在玻璃板上形成具有一定功能膜层的工艺；而离线镀膜技术目前流行的主要工艺是真空阴极磁控溅射镀膜工艺，是指平板玻璃原片经过洗涤干燥后输送至真空室，在电场和磁场作用下，电离气体而成的离子以一定的速度撞击靶材，激发出靶材离子，最后沉积在玻璃表面上形成具有一定功能的膜层的工艺，这是非常成熟的工艺。在线制造镀膜玻璃和离线制造镀膜玻璃的最大区别在于，在线镀膜玻璃可随意热加工以及制造过程中不需附加能源，而离线镀膜玻璃则需要严格的苛刻条件才能满足要求，需要耗费大量的电能才能制备，因此在线镀膜是发展镀膜玻璃的良好方向。在线镀膜的核心装备就是在整个玻璃生产线宽度方向上能够均匀实施镀膜的反应器。而在线镀膜实施的主流工艺是嫁接于浮法玻璃生产线上，该浮法玻璃生产线是由原料系统、熔窑、锡槽、过渡辊台、退火窑、在线监测系统、冷端切裁装箱构成，在线镀膜位置主要在锡槽和退火窑的温度500～700℃的区域，此区域的宽度一般都在4000～5600mm之间，因此这就要求在此处的在线镀膜的主体设备——镀膜反应器，具备良好的热稳定性，良好的刚性，同时具有保持满足反应先驱物所要求温度的进气室和不同于进气室温度要求的反应室，以及在玻璃带横向方向能够均匀布置的排气室。拥有浮法在线镀膜玻璃技术的公司主要有：英国Pilkington公司、美国PPG公司、法国圣戈班公司、比利时格拉韦伯尔公司以及我国威海中玻新材料技术研发有限公司等。美国PPG和法国圣戈班公司起初的技术都是购买英国皮尔金顿的专利技术发展起来，这三家公司共同的特点都是在锡槽内的还原气氛中布置镀膜设备，而比利时格拉韦伯尔和威海中玻新材料技术研发有限公司的特点是在过渡棍台和退火窑A0区的氧化气氛中布置镀膜设备。美国专利US4088471A介绍一种用于浮法玻璃生产线锡槽低温段使用的具有U型单通道反应器，该反应器进气室浸没在钢梁的冷却介质水中，由上游块、中心块和下游块直接或间接与钢梁相连接，构成进入气体反应区的U型通道，即气体从进气室经气体分布件，均匀地进入U型通道的上游通道预热达到热解反应前的温度，然后进入到由中心块与热玻璃带构成的U型通道的反应区，反应的废气则通过该U型通道的另一侧进入排气室排除反应区。因此，该装备是利用水温保持进气室的温度恒定在100℃以下，水是钢梁整体的冷却介质，反应区温度控制以绝热垫片调节反应区界面温度，对于硅烷为主体气体分解反应沉积单质硅是非常有效，其优点是适用于小流量、低温度、纯气体的沉积镀膜工艺，缺点是反应区的温度受冷却介质水的影响比较大，反应室温度只能在冷却介质冷却范围内，不能够任意调节控制。美国专利US4857097A中针对以上不足提出了有关工艺方面的结构改进，例如将U型通道下游块脚趾结构改为圆弧形，以便引入外界气体介质进入，改善镀膜周期，起到非常大的作用，同时将排气室与主钢梁连接在一起，有利于排气室与进气室保持稳定。但是反应区温度控制和进气室的温度控制方面仍然保持原来状态。美国专利US5065696A介绍一种可实施双U型通道的反应器和单U型通道的反应器，专利说明书中描述了利用钢件围制成能够成具有冷却介质冷却的承载钢梁横跨在浮法玻璃锡槽两侧，两个没有直接冷却媒介的相对独立的进气室在出口的喷嘴设置布气件，下端是由热传导性能好的中心块件构成并带有促进混合的指板的混合室，使气体从独立的进气室经各自的喷嘴进入混合室混合好后引导至热玻璃带的上表面，中心块的温度由电加热元件控制，未反应或反应产物废气进入排气通道，排气通道内设有排气均匀指板。美国专利US5286295A介绍了一种四块不同形状的石墨构成单进双排的双U型结构的反应器，专利说明书详细分析了在相同反应时间内，上下游反应区优化的最佳长度，同时也适应了反应气体流量大而反应均匀的问题，为该反应器在实际应用中奠定了理论基础，进气室温度与反应区温度的处理如同美国专利US4088471A相同。美国专利US9540277B2介绍了一种能够使各种反应物彼此分离、且由四块主体件构成进气通道、布气通道、反应通道和排气通道的单进双排双U型结构反应器，专利详细叙述了进气通道是由主体件、盖板件、挡板件和气体调节件组成的进气均匀布气室，该部分的温度控制主要是依靠主体件中间的冷却管，该冷却管既要满足反应室的温度，又要满足进气温度的需求，控制难度大，使用效果单一，对反应的先驱体物料的要求比较强，同时气体调节件位于进气室气体出口的底部，距离热玻璃板小于10mm，不利于气体均匀性的实施，尤其不利于大流量反应气体镀膜反应的实施。中国专利ZL201510014233.1提出了一种利用废气余热且具有强化对流传热效果、调节玻璃带表面气流、防止粉尘排气过程回流的浮法在线玻璃常压化学气相沉积镀膜反应器，反应先驱体预混室和废气室设置于保温外壳中，预混室连接镀膜前驱气体进气管，且预混室嵌装在废气室中，通过利用废气余热以及进气室内充分混合强化对流预热反应前驱气体达到降低镀膜反应温度。但是对预混室和废气室的温度没有实现独立控制。
技术实现思路
针对上述技术问题以及本领域存在的不足之处，本专利技术提供了一种用于化学气相沉积法镀膜玻璃的反应器，包括进气室、钢梁承载体、气体U型通道和排气室等，可采用化学气相沉积工艺将具有一定功能的薄膜沉积在移动热的玻璃基板上。一种用于化学气相沉积法镀膜玻璃的反应器，包括可独立预设温度的对进入的反应气体在所述反应器长度方向上能够实施独立均匀布气的进气室和钢梁承载体；所述进气室：包括均压空腔和包围所述均压空腔、由外界控制系统实施控制的用于控制所述均压空腔内反应气体温度的热媒介质腔；所述均压空腔内设有供反应气体进入的进气管，所述进气管的管壁上沿所述反应器长度方向规则分布多个小孔；所述均压空腔底部出口处设置具有多个微孔、用于均匀布气的阻尼带，所述阻尼带选自烧结板或叠孔板，所述叠孔板由纵向设置且交替分布的平带和齿形带组成。所述钢梁承载体包括：与所述进气室出口连通、从上至下具有可调温度梯度的进气通道；与所述进气通道出口以及外界相通、与热玻璃带形成的反应室，其内的反应气体可与所述热玻璃带接触镀膜且浓度和流速均匀；与所述反应室出口连通、在所述反本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于化学气相沉积法镀膜玻璃的反应器，其特征在于，包括可独立预设温度的对进入的反应气体在所述反应器长度方向上能够实施独立均匀布气的进气室和钢梁承载体；/n所述进气室：/n包括均压空腔和包围所述均压空腔、由外界控制系统实施控制的用于控制所述均压空腔内反应气体温度的热媒介质腔；/n所述均压空腔内设有供反应气体进入的进气管，所述进气管的管壁上沿所述反应器长度方向规则分布多个小孔；/n所述均压空腔底部出口处设置具有多个微孔、用于均匀布气的阻尼带，所述阻尼带选自烧结板或叠孔板，所述叠孔板由纵向设置且交替分布的平带和齿形带组成；/n所述钢梁承载体包括：/n与所述进气室出口连通、从上至下具有可调温度梯度的进气通道；/n与所述进气通道出口以及外界相通、与热玻璃带形成的反应室，其内的反应气体可与所述热玻璃带接触反应镀膜且浓度和流速均匀；/n与所述反应室出口连通、在所述反应器长度方向上能够均匀使反应废气均衡排出的排气通道；/n与所述排气通道出口连通、能够排出反应废气的排气室，其四周设有用于控制所述排气室内反应废气温度的冷媒介质腔；/n所述进气室、进气通道、反应室、排气通道、排气室构成反应气体通道，其中，所述进气通道、反应室、排气通道构成单U型或双U型通道，反应气体在该通道内经历预热、反应、排出过程；/n所述进气室通过非焊接形式与所述钢梁承载体连接，且所述进气室的钢构独立于所述反应室、排气室的钢构。/n...

【技术特征摘要】
1.一种用于化学气相沉积法镀膜玻璃的反应器，其特征在于，包括可独立预设温度的对进入的反应气体在所述反应器长度方向上能够实施独立均匀布气的进气室和钢梁承载体；
所述进气室：
包括均压空腔和包围所述均压空腔、由外界控制系统实施控制的用于控制所述均压空腔内反应气体温度的热媒介质腔；
所述均压空腔内设有供反应气体进入的进气管，所述进气管的管壁上沿所述反应器长度方向规则分布多个小孔；
所述均压空腔底部出口处设置具有多个微孔、用于均匀布气的阻尼带，所述阻尼带选自烧结板或叠孔板，所述叠孔板由纵向设置且交替分布的平带和齿形带组成；
所述钢梁承载体包括：
与所述进气室出口连通、从上至下具有可调温度梯度的进气通道；
与所述进气通道出口以及外界相通、与热玻璃带形成的反应室，其内的反应气体可与所述热玻璃带接触反应镀膜且浓度和流速均匀；
与所述反应室出口连通、在所述反应器长度方向上能够均匀使反应废气均衡排出的排气通道；
与所述排气通道出口连通、能够排出反应废气的排气室，其四周设有用于控制所述排气室内反应废气温度的冷媒介质腔；
所述进气室、进气通道、反应室、排气通道、排气室构成反应气体通道，其中，所述进气通道、反应室、排气通道构成单U型或双U型通道，反应气体在该通道内经历预热、反应、排出过程；
所述进气室通过非焊接形式与所述钢梁承载体连接，且所述进气室的钢构独立于所述反应室、排气室的钢构。


2.根据权利要求1所述的用于化学气相沉积法镀膜玻璃的反应器，其特征在于，所述均压空腔和热媒介质腔均由厚度不小于5mm的优质碳钢焊接而成，耐压气密性大于0.5MPa/24h；所述热媒介质腔内的热媒介质为水或导热油，所述导热油耐温320℃以上；
所述进气管的直径为10～35mm；所述进气管规则分布的小孔间距在5mm～25mm，小孔尺寸直径在1mm～5mm之间。


3.根据权利要求1所述的用于化学气相沉积法镀膜玻璃的反应器，其特征在于，由平带和齿形带组成的阻尼带的微孔直径为0.2～1.5mm，所述平带厚度为0.05～0.5mm，所述齿形带的波峰波谷极差为0.3～1.5mm，波峰之间间距不大于1.5mm；
所述阻尼带采用两块固定块夹紧的方式固定于所述均压空腔下端，所述阻尼带的高度不低于15mm，厚度为5...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩高荣，刘军波，刘涌，曹涯雁，应益明，莫建良，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33