單晶爐用加熱器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)的單晶爐用加熱器，包括電極對(duì)和連接于電極對(duì)之間的發(fā)熱體，發(fā)熱體包括沿發(fā)熱體的軸向設(shè)置的縱向發(fā)熱部和垂直于發(fā)熱體的軸線方向設(shè)置的橫向發(fā)熱部，橫向發(fā)熱部的長(zhǎng)度之和大于縱向發(fā)熱部的長(zhǎng)度之和。本實(shí)用新型的單晶爐用加熱器結(jié)構(gòu)新穎，橫向發(fā)熱部對(duì)發(fā)熱起主導(dǎo)作用，通過(guò)調(diào)整橫向發(fā)熱部的縱截面積，可以形成沿中心軸線方向溫度變化的熱場(chǎng)。
【專利說(shuō)明】單晶爐用加熱器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于單晶爐制造設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種單晶爐用加熱器。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著世界經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，現(xiàn)代化建設(shè)對(duì)高效能源需求不斷增長(zhǎng)。光伏發(fā)電作為綠色能源以及人類可持續(xù)發(fā)展的主要能源的一種，日益受到世界各國(guó)的重視并得到大力發(fā)展。單晶硅片作為光伏發(fā)電的基礎(chǔ)材料的一種，有著廣泛的市場(chǎng)需求。單晶硅棒的拉制過(guò)程中，加熱器對(duì)于提供晶體生長(zhǎng)所需的溫度梯度起到至關(guān)重要的作用。廣泛應(yīng)用于單晶爐的一種加熱器是在大塊的石墨胚體上加工出具有多個(gè)縱向槽的圓筒形結(jié)構(gòu)，該加熱器電阻均勻，無(wú)法調(diào)節(jié)沿軸向不同位置的發(fā)熱量。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型的目的是提供一種單晶爐用加熱器，以解決現(xiàn)有加熱器無(wú)法提供沿軸向不同位置的發(fā)熱量的問(wèn)題。
[0004]本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是，單晶爐用加熱器，包括電極對(duì)和連接于該電極對(duì)之間的發(fā)熱體，發(fā)熱體包括沿發(fā)熱體的軸向設(shè)置的縱向發(fā)熱部和垂直于發(fā)熱體的軸線方向設(shè)置的橫向發(fā)熱部，橫向發(fā)熱部的長(zhǎng)度之和大于縱向發(fā)熱部的長(zhǎng)度之和。
[0005]本實(shí)用新型的特點(diǎn)還在于，
[0006]橫向發(fā)熱部與縱向發(fā)熱部的分布相對(duì)于發(fā)熱體的中心軸線對(duì)稱。
[0007]在發(fā)熱體的軸線方向同一高度處，橫向發(fā)熱部連續(xù)或間斷分布于同一個(gè)圓周上。
[0008]沿發(fā)熱體的軸線方向，遠(yuǎn)離電極對(duì)的橫向發(fā)熱部的縱截面積小于靠近電極對(duì)的橫向發(fā)熱部的縱截面積。
[0009]發(fā)熱體與電極對(duì)為分體式相互連接的結(jié)構(gòu)，或者發(fā)熱體與電極對(duì)成型于一體。
[0010]發(fā)熱體為一體成型。
[0011]發(fā)熱體由多個(gè)發(fā)熱拼接塊拼接而成，橫向發(fā)熱部或者橫向發(fā)熱部與縱向發(fā)熱部的連接體構(gòu)成發(fā)熱拼接塊。
[0012]在發(fā)熱拼接塊相互拼接處，縱向發(fā)熱部向靠近電極對(duì)的方向延伸出拼接凸出體，橫向發(fā)熱部遠(yuǎn)離電極對(duì)的一側(cè)開(kāi)設(shè)有拼接槽，一個(gè)發(fā)熱拼接塊的縱向發(fā)熱部的拼接凸出體容置于另一個(gè)發(fā)熱拼接塊的橫向發(fā)熱部的拼接槽內(nèi)。
[0013]縱向發(fā)熱部具有貫穿拼接凸出體的第一連接孔，橫向發(fā)熱部具有與拼接槽相連通的第二連接孔，單晶爐用加熱器還包括多個(gè)固定桿，固定桿依次插入一對(duì)配合的拼接凸出體及拼接槽的第一連接孔及第二連接孔中。
[0014]單晶爐用加熱器還包括多個(gè)鎖固件，多個(gè)鎖固件與多個(gè)固定桿--對(duì)應(yīng)配合，將固定桿固定于發(fā)熱拼接塊。
[0015]本實(shí)用新型的加熱器結(jié)構(gòu)新穎，橫向發(fā)熱部對(duì)發(fā)熱起主導(dǎo)作用，通過(guò)調(diào)整橫向發(fā)熱部的縱截面積，即可調(diào)節(jié)沿軸向不同位置的發(fā)熱量。
[0016]本實(shí)用新型具有如下有益效果:
[0017]1.本實(shí)用新型單晶爐用加熱器的橫向發(fā)熱部與縱向發(fā)熱部的分布相對(duì)于發(fā)熱體的中心軸線對(duì)稱，可提供沿發(fā)熱體的中心軸線對(duì)稱分布的溫度梯度。
[0018]2.本實(shí)用新型單晶爐用加熱器的橫向發(fā)熱部的長(zhǎng)度之和大于縱向發(fā)熱部的長(zhǎng)度之和，橫向發(fā)熱部對(duì)發(fā)熱起主導(dǎo)作用，通過(guò)調(diào)整橫向發(fā)熱部的縱截面積，即可調(diào)整加熱器沿軸向不同位置的發(fā)熱量。
[0019]3.本實(shí)用新型單晶爐用加熱器的發(fā)熱體采用多個(gè)發(fā)熱拼接塊拼接形成，一方面可方便地對(duì)軸向不同高度處的橫向發(fā)熱部的橫截面形狀及大小進(jìn)行調(diào)配，另一方面該拼接結(jié)構(gòu)成本低廉，發(fā)生損壞時(shí)僅需進(jìn)行局部更換即可。
[0020]4.本實(shí)用新型單晶爐用加熱器的發(fā)熱體可以為一體成型，電極對(duì)與發(fā)熱體也可以成型于一體，該加熱器不僅可以形成沿中心軸線對(duì)稱分布且軸向溫度可變的梯度，還具有結(jié)構(gòu)穩(wěn)固、性能可靠等優(yōu)點(diǎn)。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0021]圖1是本實(shí)用新型的單晶爐用加熱器的第一實(shí)施例加熱器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖2是本實(shí)用新型第一實(shí)施例的加熱器的分解示意圖；
[0023]圖3是圖2中III處的局部放大圖；
[0024]圖4是本實(shí)用新型的單晶爐用加熱器的第二實(shí)施例加熱器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖5是本實(shí)用新型的單晶爐用加熱器的第三實(shí)施例加熱器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖中，10.加熱器，11.電極對(duì)，12.發(fā)熱體，13.固定組件，101.下端，102.上端，110.第一電極，111.第二電極，120.縱向發(fā)熱部，121.橫向發(fā)熱部，122.拼接凸出體，123.第一連接孔，124.拼接槽，125.第二連接孔，126.第一發(fā)熱拼接塊，127.第二發(fā)熱拼接塊，128.第三發(fā)熱拼接塊，130.固定桿，131.鎖固件。

【具體實(shí)施方式】
[0027]下面結(jié)合附圖和多個(gè)實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型的加熱器進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0028]參照?qǐng)D1至圖3，本實(shí)用新型第一實(shí)施例提供的一種單晶爐用加熱器10，包括電極對(duì)11、發(fā)熱體12以及多個(gè)固定組件13。加熱器10具有靠近單晶爐爐底的下端101和遠(yuǎn)離單晶爐爐底的上端102。
[0029]電極對(duì)11位于加熱器10的下端101。電極對(duì)11包括相對(duì)的第一電極110和第二電極111。
[0030]發(fā)熱體12連接于電極對(duì)11的第一電極110與第二電極111之間。具體地，發(fā)熱體12與電極對(duì)11可為分體式相互連接的結(jié)構(gòu),或者發(fā)熱體12與電極對(duì)11成型于一體。發(fā)熱體12為筒狀，具體為圓筒狀。發(fā)熱體12包括沿發(fā)熱體12的軸向設(shè)置的縱向發(fā)熱部120和垂直于發(fā)熱體12的軸線方向設(shè)置的橫向發(fā)熱部121,橫向發(fā)熱部121的長(zhǎng)度之和大于縱向發(fā)熱部120的長(zhǎng)度之和?？v向發(fā)熱部120為條狀，橫向發(fā)熱部121為弧形條狀。本實(shí)施例中，發(fā)熱體12由多個(gè)發(fā)熱拼接塊拼接而成。橫向發(fā)熱部121或者橫向發(fā)熱部121與縱向發(fā)熱部120的連接體構(gòu)成發(fā)熱拼接塊。在發(fā)熱拼接塊相互拼接處，縱向發(fā)熱部120向下端101延伸出拼接凸出體122，且具有貫穿縱向發(fā)熱部120及拼接凸出體122的第一連接孔123。具體地，第一連接孔123對(duì)應(yīng)于拼接凸出體122的中心處。橫向發(fā)熱部121的一端具有拼接槽124及與拼接槽124相連通的第二連接孔125。拼接槽124自靠近上端102的表面向內(nèi)開(kāi)設(shè)，形狀與拼接凸出體122的形狀相對(duì)應(yīng)。第二連接孔125位于拼接槽124中心處。相互拼接的兩個(gè)發(fā)熱拼接塊中，一個(gè)發(fā)熱拼接塊的縱向發(fā)熱部120的拼接凸出體122容置于另一發(fā)熱拼接塊的橫向發(fā)熱部121的拼接槽124內(nèi)。具體地，共有三種結(jié)構(gòu)的發(fā)熱拼接塊，分別為第一發(fā)熱拼接塊126、第二發(fā)熱拼接塊127和第三發(fā)熱拼接塊128。第一發(fā)熱拼接塊126位于下端101,僅包括橫向發(fā)熱部121,且該橫向發(fā)熱部121為二分之一圓弧結(jié)構(gòu)。第二發(fā)熱拼接塊127位于上端102，包括一個(gè)橫向發(fā)熱部121和分別連接于該橫向發(fā)熱部121兩端的兩個(gè)縱向發(fā)熱部120。該第二發(fā)熱拼接塊127的橫向發(fā)熱部121為二分之一圓弧結(jié)構(gòu)，不開(kāi)設(shè)拼接槽。第三發(fā)熱拼接塊128包括位于下端101和上端102之間，包括一個(gè)橫向發(fā)熱部121和連接于該橫向發(fā)熱部121 —端的一個(gè)縱向發(fā)熱部120。該第三發(fā)熱拼接塊128的橫向發(fā)熱部121為四分之一圓弧結(jié)構(gòu)，縱向發(fā)熱部120連接于橫向發(fā)熱部121遠(yuǎn)離拼接槽124的一端。橫向發(fā)熱部121與縱向發(fā)熱部120的分布相對(duì)于發(fā)熱體12的中心軸線對(duì)稱。在所述發(fā)熱體的軸線方向同一高度處，橫向發(fā)熱部121連續(xù)或間斷分布于同一個(gè)圓周上。本實(shí)施例中，第一發(fā)熱拼接塊126的數(shù)量為兩個(gè)，兩個(gè)第一發(fā)熱拼接塊126的橫向發(fā)熱部121間斷分布于下端101的一個(gè)圓周上；第二發(fā)熱拼接塊127的數(shù)量為兩個(gè)，兩個(gè)第二發(fā)熱拼接塊127的橫向發(fā)熱部121間斷分布于上端102的一個(gè)圓周上；第三發(fā)熱拼接塊128的數(shù)量為二十個(gè)，在下端101與上端101之間構(gòu)成五個(gè)圓周，每個(gè)圓周上都間斷分布有四個(gè)第三發(fā)熱拼接塊128的橫向發(fā)熱部121。沿發(fā)熱體12的軸線方向，遠(yuǎn)離電極對(duì)11的橫向發(fā)熱部121的縱截面積小于靠近電極對(duì)11的橫向發(fā)熱部121的縱截面積。如此，在電極對(duì)11上施加電壓時(shí)，遠(yuǎn)離電極對(duì)11處的發(fā)熱功率大于靠近電極對(duì)11處的發(fā)熱功率，可實(shí)現(xiàn)加熱器10沿軸向不同位置產(chǎn)生不同的發(fā)熱量。
[0031]多個(gè)固定組件13將多個(gè)發(fā)熱拼接塊固定連接，每個(gè)固定組件13均包括相配合的固定桿130和鎖固件131。固定桿130依次插入一對(duì)配合的拼接凸出體122及拼接槽124的第一連接孔123及第二連接孔125中，并以鎖固件131固定。
[0032]本實(shí)用新型第一實(shí)施例提供的加熱器10，橫向發(fā)熱部121與縱向發(fā)熱部120的分布相對(duì)于發(fā)熱體12的中心軸線對(duì)稱，可提供沿發(fā)熱體12的中心軸線對(duì)稱分布的溫度梯度；橫向發(fā)熱部121的長(zhǎng)度之和大于縱向發(fā)熱部120的長(zhǎng)度之和,橫向發(fā)熱部121對(duì)發(fā)熱起主導(dǎo)作用，通過(guò)調(diào)整橫向發(fā)熱部121的縱截面積，即可調(diào)整加熱器10沿軸向不同位置的發(fā)熱量；此外，該發(fā)熱體12采用多個(gè)發(fā)熱拼接塊拼接形成，一方面可方便地對(duì)軸向不同高度處的橫向發(fā)熱部121的橫截面形狀及大小進(jìn)行調(diào)配，另一方面該拼接結(jié)構(gòu)成本低廉，發(fā)生損壞時(shí)僅需進(jìn)行局部更換即可。
[0033]可以理解，本實(shí)施例的第一發(fā)熱拼接塊126、第二發(fā)熱拼接塊127和第三發(fā)熱拼接塊128的數(shù)量并不以列出的數(shù)據(jù)為限。
[0034]參照?qǐng)D4，本實(shí)用新型第二實(shí)施例的加熱器也由三種結(jié)構(gòu)的發(fā)熱拼接塊拼接而成，與第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)大致相同，其區(qū)別在于，本實(shí)施例的第二發(fā)熱拼接塊127的橫向發(fā)熱部121的數(shù)量為一個(gè)、且為圓環(huán)結(jié)構(gòu)。即，本實(shí)施例的加熱器10的上端102的橫向發(fā)熱部121連續(xù)分布于同一個(gè)圓周上。并且，第三發(fā)熱拼接塊128的數(shù)量為十個(gè)、且為二分之一圓弧結(jié)構(gòu)。
[0035]本實(shí)用新型第二實(shí)施例的加熱器與第一實(shí)施例的加熱器電路等效，該加熱器除了可以形成沿中心軸線對(duì)稱分布且軸向溫度可變的熱場(chǎng)，還同時(shí)具有拼接結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單和成本低廉等優(yōu)點(diǎn)。
[0036]參照?qǐng)D5，本實(shí)用新型第三實(shí)施例的加熱器的電路結(jié)構(gòu)與第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)大致相同，其區(qū)別在于，本實(shí)施例的加熱器10的發(fā)熱體12為一體成型，且電極對(duì)11與發(fā)熱體12成型于一體。該加熱器除了可以形成沿中心軸線對(duì)稱分布且軸向溫度可變的梯度，還具有結(jié)構(gòu)穩(wěn)固、性能可靠等優(yōu)點(diǎn)。
[0037]本實(shí)用新型的加熱器結(jié)構(gòu)新穎，橫向發(fā)熱部對(duì)發(fā)熱起主導(dǎo)作用，通過(guò)調(diào)整橫向發(fā)熱部的縱截面積，即可調(diào)整加熱器沿軸向不同位置的發(fā)熱量。
【權(quán)利要求】
1.單晶爐用加熱器，其特征在于，包括電極對(duì)和連接于所述電極對(duì)之間的發(fā)熱體，所述發(fā)熱體包括沿所述發(fā)熱體的軸向設(shè)置的縱向發(fā)熱部和垂直于所述發(fā)熱體的軸線方向設(shè)置的橫向發(fā)熱部，所述橫向發(fā)熱部的長(zhǎng)度之和大于所述縱向發(fā)熱部的長(zhǎng)度之和。
2.如權(quán)利要求1所述的單晶爐用加熱器，其特征在于:所述橫向發(fā)熱部與所述縱向發(fā)熱部的分布相對(duì)于所述發(fā)熱體的中心軸線對(duì)稱。
3.如權(quán)利要求2所述的單晶爐用加熱器，其特征在于:在所述發(fā)熱體的軸線方向同一高度處，橫向發(fā)熱部連續(xù)或間斷分布于同一個(gè)圓周上。
4.如權(quán)利要求2所述的單晶爐用加熱器，其特征在于:沿所述發(fā)熱體的軸線方向，遠(yuǎn)離所述電極對(duì)的橫向發(fā)熱部的縱截面積小于靠近所述電極對(duì)的橫向發(fā)熱部的縱截面積。
5.如權(quán)利要求1所述的單晶爐用加熱器，其特征在于:所述發(fā)熱體與所述電極對(duì)為分體式相互連接的結(jié)構(gòu)，或者所述發(fā)熱體與所述電極對(duì)成型于一體。
6.如權(quán)利要求3至5中任一項(xiàng)所述的單晶爐用加熱器，其特征在于:所述發(fā)熱體為一體成型。
7.如權(quán)利要求3至5中任一項(xiàng)所述的單晶爐用加熱器，其特征在于:所述發(fā)熱體由多個(gè)發(fā)熱拼接塊拼接而成，所述橫向發(fā)熱部或者所述橫向發(fā)熱部與所述縱向發(fā)熱部的連接體構(gòu)成所述發(fā)熱拼接塊。
8.如權(quán)利要求7所述的單晶爐用加熱器，其特征在于:在發(fā)熱拼接塊相互拼接處，縱向發(fā)熱部向靠近所述電極對(duì)的方向延伸出拼接凸出體，橫向發(fā)熱部遠(yuǎn)離所述電極對(duì)的一側(cè)開(kāi)設(shè)有拼接槽，一個(gè)發(fā)熱拼接塊的縱向發(fā)熱部的拼接凸出體容置于另一個(gè)發(fā)熱拼接塊的橫向發(fā)熱部的拼接槽內(nèi)。
9.如權(quán)利要求8所述的單晶爐用加熱器，其特征在于:所述縱向發(fā)熱部具有貫穿拼接凸出體的第一連接孔，所述橫向發(fā)熱部具有與拼接槽相連通的第二連接孔，所述單晶爐用加熱器還包括多個(gè)固定桿，所述固定桿依次插入一對(duì)配合的拼接凸出體及拼接槽的第一連接孔及第二連接孔中。
10.如權(quán)利要求9所述的單晶爐用加熱器，其特征在于:所述單晶爐用加熱器還包括多個(gè)鎖固件，所述多個(gè)鎖固件與所述多個(gè)固定桿一一對(duì)應(yīng)配合，將所述固定桿固定于所述發(fā)熱拼接塊。
【文檔編號(hào)】C30B29/06GK203923458SQ201420322912
【公開(kāi)日】2014年11月5日 申請(qǐng)日期:2014年6月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月17日
【發(fā)明者】李靖, 周銳, 胡燕恒 申請(qǐng)人:西安隆基硅材料股份有限公司