[發明專利]用于多晶鑄錠爐的熱交換臺及其通氣管徑變化方法

有效

• 申請號: 201210269096.2
• 申請日: 2012-07-31
• 公開（公告）號: CN102747420A
• 公開（公告）日: 2012-10-24
• 發明（設計）人: 吳正同
• 申請（專利權）人: 常州天合光能有限公司
• 主分類號: C30B28/06
• 分類號: C30B28/06;C30B29/06
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 喻學兵

技術領域

本發明涉及用于多晶硅鑄錠設備及其控制方法，尤其涉及多晶鑄錠爐的熱交換臺及其通氣管徑變化方法。

背景技術

多晶硅鑄錠爐是目前光伏行業中多晶硅的主要生產設備，鑄錠工藝經過熔化、定向長晶、退后、冷卻等幾個階段后，成為有一定晶體生長方向的多晶硅錠。多晶硅鑄錠過程環境是多晶鑄錠爐熱場。在多晶硅生長過程中，坩堝底部的溫度控制是由輻射散熱決定的。目前輻射散熱的方式主要是兩種：一是通過調節加熱器的功率以及多晶爐爐內底部隔熱籠的開度，通過熱交換臺輻射進行降溫；另一種是通過調節加熱器功率以及熱交換臺內部通氣帶走熱量，實現散熱，隔熱籠封閉不開啟。

中國發明專利“用于多晶硅鑄錠爐的改進結構的熱交換臺”（專利申請號201110218651.4）展示了一種用于多晶鑄錠爐的氣體冷卻裝置及方法，是在鑄錠爐內熱場的石墨體熱交換臺的內部設置氣體流道，冷氣進入，帶走熱量，實現熱交換，從而達到散熱降溫的目的。由于影響鑄錠長晶質量的因素很多，尤其在鑄錠工藝摸索階段，試驗各種工藝配方時，熱交換臺結構已定型的情況下，因為氣道的不可變，不能試驗出最佳的工藝配方和生產工藝，不能達到長晶質量的最優化。

發明內容

本發明的目的在于提供一種用于多晶鑄錠爐的熱交換臺，其氣道的通徑大小可調整。

本發明的另一目的在于提供用于多晶鑄錠爐的熱交換臺的通氣管徑變化方法，以達到在不同工藝配方的條件下，通過變換通氣管徑，保證坩堝底部的溫度均勻，提升長晶質量。

為實現所述目的的用于多晶鑄錠爐的熱交換臺，用來放置多晶硅鑄錠坩堝并與坩堝進行熱交換，包括熱交換層、氣體分流層以及分流基層，氣體分流層位于熱交換層和分流基層之間，其特點是：該氣體分流層設置有成陣列布置的分流基孔，分流基孔內可拆卸地配置有套管，該套管提供氣流通過分流基孔的管孔。

所述的熱交換臺，其進一步的特點是，分流基孔對應有多個套管，該多個套管的外側能和分流基孔的內側貼合，而該多個套管的內徑不同，該分流基孔是選擇性地與該多個套管中的一個套管配合。

所述的熱交換臺，其進一步的特點是，在氣體分流層上的全部套管分布規律是氣體分流層中間部分的管徑小，往外管徑變大。

所述的熱交換臺，其進一步的特點是，還包括初級分流層，所述氣體分流層設置成二級分流層，初級分流層位于二級分流層和分流基層之間，初級分流層和分流基層之間形成初級分流室，初級分流層和二級分流層之間形成二級分流室，二級分流層和熱交換層之間形成冷氣流道，冷氣從分流基層流入到初級分流室，再流經初級分流層，再流經二級分流室，再流經二級分流層上的套管，進入到二級分流層和熱交換層之間的冷氣流道。

所述的熱交換臺，其進一步的特點是，熱交換層的氣體分流層側設置有成陣列分布的通氣凸臺，通氣凸臺上有以中心向四周輻射布置的通氣槽，各通氣凸臺的四周有匯流氣槽，該套管和該通氣凸臺對接以使冷氣從套管中流出后流經通氣凸臺上的通氣槽再流入到匯流氣槽。

所述的熱交換臺，其進一步的特點是，所述氣體分流層的熱交換層側在各所述分流基孔的四周有匯流氣槽，氣體分流層上的匯流氣槽和熱交換層上的匯流氣槽組合成氣道。

所述的熱交換臺，其進一步的特點是，初級分流層的種類有多種，各種初級分流層設置有均勻的初級分流孔，但不同種初級分流層的初級分流孔的數量不同和孔徑不同。

所述的熱交換臺，其進一步的特點是，所述熱交換臺設置有中央進氣孔以及位于四角的出氣孔，冷氣流經冷氣流道成熱氣，熱氣從四角的出氣孔流出。

為實現所述目的的用于多晶鑄錠爐的熱交換臺的通氣管徑變化方法，該熱交換臺包括熱交換層、氣體分流層以及分流基層，氣體分流層位于熱交換層和分流基層之間，其特點是，在該氣體分流層的成陣列布置的分流基孔內配置有套管，利用該套管的管徑限定出分流基孔的通徑，利用不同管徑的套管與分流基孔配置，以使流經氣體分流層的氣體的通徑大小的調節得到控制。

所述的通氣管徑變化方法，其進一步的特點是，還在氣體分流層和分流基層之間設置初級分流層，該初級分流層上設置有初級分流孔，改變初級分流孔的數量和孔徑，以衍生成多種初級分流層，通過更換不同種類的初級分流層，來實現初級分流的可變可調。