直拉法单晶炉热场结构制造技术

本实用新型专利技术涉及一种直拉法单晶炉热场结构，包括：炉体、位于炉体内的坩埚、位于炉体内及坩埚外的保温筒、位于坩埚外及保温筒中部之间的加热器以及位于保温筒内及坩埚之上的导流筒，导流筒包括内导流筒、外导流筒；保温筒包括上保温筒、中保温筒及下保温筒；中保温筒上设有中保温盖，中保温盖和上保温筒之间设置排气口装置。本实用新型专利技术改善了热场系统的保温性能和保护气体的流动性，便于对温度、结晶的控制，提高了单晶棒的成晶质量、良品率及产能，有效的降低了单晶硅炉的单位能耗，并节省了成本。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

直拉法单晶炉热场结构
本技术涉及单晶硅铸锭炉
，尤其涉及一种上排气直拉法单晶炉热场结构。
技术介绍
随着新型能源的大量使用，使得人们对传统能源的依存度逐渐减少，其中太阳能作为一种取之不尽用之不绝的绿色能源，在现今社会得到了广泛的应用，其不仅改善了环境，而且也解决了部分能源问题。在太阳能的利用中，光电转换利用最为广泛，在光电转换中，需要大量使用硅电池，由此导致光伏级别单晶硅的大量需求。目前，生产单晶硅的主要设备为直拉法单晶炉。直拉法单晶炉是一种在惰性气体环境中，用石墨加热器将多晶硅等多晶材料熔化，用直拉法生长无错位单晶的设备，用于低成本拉制太阳能级单晶硅，其工作原理是将多晶硅原料按照设定工艺经过加热熔料、引晶、 缩颈、放肩、转肩、等径生长、收尾、停炉几个阶段后成为沿一定方向生长的单晶硅棒。随着硅电池的大量使用，如何有效的降低单位能耗，提高产能，是太阳能单晶硅铸锭研发领域中有待解决·的问题。现有的单晶硅炉单位能耗较高，生产效率较低，而且单晶棒的质量。
技术实现思路
本技术的主要目的在于提供一种直拉法单晶炉热场结构，旨在降低单晶硅炉的单位能耗，提高产能，降低成本。为了达到上述目的，本技术提出一种直拉法单晶炉热场结构，包括炉体、位于炉体内的坩埚、位于炉体内及坩埚外的保温筒、位于坩埚外及保温筒中部之间的加热器以及位于保温筒内及坩埚之上的导流筒，所述导流筒包括内导流筒及套在所述内导流筒外的外导流筒；所述保温筒包括上保温筒、中保温筒及下保温筒；所述上保温筒上设有上保温盖，所述上保温盖与外导流筒的开口边缘连接；所述中保温筒上设有中保温盖，所述中保温盖和上保温筒之间设置排气口装置。优选地，排气口装置包括上保温筒定位环、支撑环、定位柱、第一挡气环和第二挡气环，第一挡气环和第二挡气环由上置下依次设置在中保温盖上方，支撑环套设在第一挡气环的上端周侧，上保温筒定位环设置于上保温筒与支撑环之间且位于第二挡气环外侧； 所述上保温筒定位环和支撑环之间通过定位柱撑开。优选地，所述加热器的侧壁与保温筒的侧壁平行；所述导流筒之上设有封气环，所述封气环上设有压环。优选地，该结构还包括若干支撑柱，连接在所述保温筒底部与炉体底部之间，用于支撑保温筒；所述支撑柱截面形状至少为以下之一圆形、四边形或四边以上的多边形。优选地，该结构还包括托杆轴，设置在所述坩埚的下方，所述托杆轴与炉体的转动机构连接， 在拉晶时，带动坩埚及坩埚内的硅料转动。3优选地，所述坩埚底部依次设有坩埚托盘和与坩埚托盘固定连接的托盘基座，所述托盘基座与托杆轴通过托杆螺栓紧固；所述托杆轴通过所述坩埚托盘和托盘基座与坩埚底部固定连接。优选地，所述托杆轴外侧套设有托杆轴护套和挡料罩，所述挡料罩位于所述托杆轴护套的上方。优选地，所述内导流筒和外导流筒的开口边缘之间由内至外分别设置有导流筒定位环和导流筒护环；所述导流筒护环的上端连接所述封气环的内侧边。优选地，所述保温筒外侧及底部均设有软毡；所述保温筒的下保温筒底部的软毡之上设有炉底压板；所述炉底压板上设有电极，所述电极通过电极螺栓与所述加热器导电连接；所述定位柱截面形状至少为以下之一圆形、四边形或四边以上的多边形；所述定位柱为2个或以上。优选地，所述电极外侧由内至外依次罩设有电极绝缘护套和电极护套。本技术提出的一种直拉法单晶炉热场结构，改善了热场系统的保温性能和保护气体的流动性，便于对温度、结晶的控制，提高了单晶棒的成晶质量、良品率及产能，有效的降低了单晶硅炉的单位能耗，并节省了成本。附图说明图I是本技术直拉法单晶炉热场结构较佳实施例的结构示意图。为了使本技术的技术方案更加清楚、明了，下面将结合附图作进一步详述。具体实施方式以下将结合附图及实施例，对实现技术目的的技术方案作详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。如图I所示，图I是本技术直拉法单晶炉热场结构较佳实施例的结构示意图。 本实施例提出的一种直拉法单晶炉热场结构，包括炉体、位于炉体内的坩埚18、位于炉体内及坩埚18外的保温筒、位于坩埚18外及保温筒中部之间的加热器16以及位于保温筒内及坩埚18之上的导流筒，所述加热器16的侧壁与保温筒的侧壁平行；所述导流筒之上设有封气环2，所述封气环2上设有压环I。具体地，上述保温筒底部与炉体底部之间设有若干支撑柱30，用于支撑保温筒，其中，支撑柱截面形状可以为圆形、四边形或四边以上的多边形。支撑柱30的数量可以根据实际需要设置，本实施例支撑柱30设置为四个，均匀分布在炉体的底部。这种结构使得保温筒的侧壁与加热器16的侧壁保持平行，不会出现加热器16倾斜的现象，从而使得保温筒内周边温度均匀且容易控制。本实施例坩埚18具体采用三瓣坩埚18，在三瓣坩埚18内可以存放石英坩埚18和硅料。在所述坩埚18的下方设有托杆轴21，所述托杆轴21与炉体的转动机构连接，在拉晶时，带动坩埚18及坩埚18内的硅料转动。为了固定坩埚18，在所述坩埚18底部依次设有坩埚18托盘19和与坩埚18托盘 19固定连接的托盘19基座20，为防止打滑，所述托盘19基座20与托杆轴21通过托杆螺栓31紧固；所述托杆轴21通过所述坩埚18托盘19和托盘19基座20与坩埚18底部固定连接。为了防止杂质进入坩埚18内，并处于安全考虑，所述托杆轴21外侧套设有托杆轴 21护套24和挡料罩22，所述挡料罩22位于所述托杆轴21护套24的上方。所述导流筒包括内导流筒4及套在所述内导流筒4外的外导流筒5 ;所述保温筒包括上保温筒8、中保温筒15及下保温筒17。为了更好的排气以及设计强度考虑，在所述上保温筒8上设有上保温盖7，起到支撑和保护作用。所述上保温盖7与外导流筒5的开口边缘连接；所述中保温筒15上设有中保温盖11，所述中保温盖15和上保温筒8之间设置有排气口装置，以起到顺利排气的作用。具体地，上述排气口装置包括上保温筒定位环9、支撑环10、定位柱14、第一挡气环13和第二挡气环12，第一挡气环13和第二挡气环12由上置下依次设置在中保温盖15 上方，支撑环10套设在第一挡气环13的上端周侧，上保温筒定位环9设置于上保温筒8与支撑环10之间且位于第二挡气环12外侧；所述上保温筒定位环9和支撑环10之间通过定位柱14撑开，所述定位柱14截面形状至少为以下之一圆形、四边形或四边以上的多边形 ;所述定位柱14的数量可以根据实际需要设置为2个或以上。本实施例设置为6个，用以支撑上保温筒定位环9。所述内导流筒4和外导流筒5的开口边缘之间由内至外分别设置有导流筒定位环 6和导流筒护环3，采用导流筒护环3和导流筒定位环6可以精确的定位内导流筒4的位置。此外，在导流筒定位环6外侧设有软毡32，该导流筒护环3的上端连接所述封气环 2的内侧边，在导流筒护环3上端加设封气环2和压环1，可防止气流不往上流。为不使热量散发，在炉体底部(也即下保温筒17的底部)及保温筒外侧铺设有软毡 32，考虑到软毡32会有不实而影响到其他部件，在下保温筒17底部的软毡32之上设有炉底压板23。在所述炉底压板23上设有电极29，所述电极29通过电极螺栓26与所述加热器 16导电连接。本实施例中电极29为两个，该两个电极29的电极螺栓本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种直拉法单晶炉热场结构，包括：炉体、位于炉体内的坩埚、位于炉体内及坩埚外的保温筒、位于坩埚外及保温筒中部之间的加热器以及位于保温筒内及坩埚之上的导流筒，其特征在于，所述导流筒包括内导流筒及套在所述内导流筒外的外导流筒；所述保温筒包括上保温筒、中保温筒及下保温筒；所述上保温筒上设有上保温盖，所述上保温盖与外导流筒的开口边缘连接；所述中保温筒上设有中保温盖，所述中保温盖和上保温筒之间设置排气口装置。

【技术特征摘要】
1.一种直拉法单晶炉热场结构，包括炉体、位于炉体内的坩埚、位于炉体内及坩埚外的保温筒、位于坩埚外及保温筒中部之间的加热器以及位于保温筒内及坩埚之上的导流筒，其特征在于，所述导流筒包括内导流筒及套在所述内导流筒外的外导流筒；所述保温筒包括上保温筒、中保温筒及下保温筒；所述上保温筒上设有上保温盖，所述上保温盖与外导流筒的开口边缘连接；所述中保温筒上设有中保温盖，所述中保温盖和上保温筒之间设置排气口装置。2.根据权利要求I所述的直拉法单晶炉热场结构，其特征在于，所述排气口装置包括上保温筒定位环、支撑环、定位柱、第一挡气环和第二挡气环，第一挡气环和第二挡气环由上置下依次设置在中保温盖上方，支撑环套设在第一挡气环的上端周侧，上保温筒定位环设置于上保温筒与支撑环之间且位于第二挡气环外侧；所述上保温筒定位环和支撑环之间通过定位柱撑开。3.根据权利要求I所述的直拉法单晶炉热场结构，其特征在于，所述加热器的侧壁与保温筒的侧壁平行；所述导流筒之上设有封气环，所述封气环上设有压环。4.根据权利要求I所述的直拉法单晶炉热场结构，其特征在于，还包括若干支撑柱，连接在所述保温筒底部与炉体底部之间，用于支撑保温筒；所述支撑柱截面形状至少为以下之一圆形、四边形或四边以上的多边形。5.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯银辉，
申请(专利权)人：深圳市石金科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：