專利名稱：硅液溢流即時(shí)反饋裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及太陽(yáng)能電池鑄錠技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種鑄錠爐中使用的硅液溢流即時(shí)反饋裝置。
背景技術(shù)：
在太陽(yáng)能光伏領(lǐng)域，利用定向凝固的方法生產(chǎn)多晶硅錠是普遍采用的方法，其基本原理是將多晶硅原料放置在石英陶瓷坩堝中，放置在特定的熱場(chǎng)系統(tǒng)中，加熱至完全融化；然后從坩堝的底部開(kāi)始冷卻，硅溶液在坩堝底部開(kāi)始結(jié)晶，逐漸向上生長(zhǎng)(凝固)；完成生長(zhǎng)過(guò)程后。石英坩堝高溫時(shí)容易變形，所以一般在石英坩堝外會(huì)用組合式石墨護(hù)板做成石墨坩堝來(lái)進(jìn)行支撐，石墨護(hù)板之間用石墨螺栓來(lái)固定，因此接合處都有縫隙。由于石英坩堝在可能存在著肉眼以及儀器無(wú)法檢測(cè)出的缺陷，高溫時(shí)可能會(huì)成為應(yīng)力集中點(diǎn)而引起破裂，造成漏硅事件。由于現(xiàn)有的技術(shù)是靠硅液流到爐體底部阻熱材料上的金屬熔斷絲上，熔斷金屬絲產(chǎn)生硅液溢流報(bào)警。而此過(guò)程中，硅液體從上往下流動(dòng)當(dāng)穿過(guò)下隔熱板后， 由于整個(gè)爐壁是采用水冷，如果少量硅液流出會(huì)迅速降溫，這樣就很難把阻熱材料上的金屬絲熔斷，只有當(dāng)硅液流量達(dá)到一定值時(shí)，才能把金屬絲熔斷。而且鋪設(shè)在爐體底部的金屬熔斷絲位置存在偏差或者長(zhǎng)期使用中移位未及時(shí)發(fā)現(xiàn)，不能保證硅液準(zhǔn)確及時(shí)流在熔斷絲上，當(dāng)硅液大量聚集，極有可能熔穿爐底，如碰上水冷管路，則水蒸氣大量聚集易引發(fā)安全事故。這也是多晶爐使用者比較關(guān)注的問(wèn)題，也有一些專利在減少漏硅危險(xiǎn)作了研究，如專利號(hào) 200710070536、200810202819、200710070537、200920029606、200720113619、對(duì)已經(jīng)流出的硅液進(jìn)行導(dǎo)流、承接以及在爐底采取保護(hù)措施，在一定程度上的確起到了降低漏硅風(fēng)險(xiǎn)的作用，但都是在產(chǎn)生大量溢流后的補(bǔ)救措施，不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)從而在最大程度上避免此類風(fēng)險(xiǎn)。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是當(dāng)多晶硅鑄錠時(shí)產(chǎn)生石英坩堝破裂而造成硅液溢流時(shí)，能及時(shí)發(fā)現(xiàn)并讓鑄錠爐急冷，從而在最大程度上避免了因漏硅而產(chǎn)生的安全風(fēng)險(xiǎn)。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是一種硅液溢流即時(shí)反饋裝置， 包括設(shè)置在鑄錠爐底部的金屬托盤(pán)、壓力傳感器以及阻熱材料，所述的金屬托盤(pán)置于爐底鋼壁上方，金屬托盤(pán)中心與壓力傳感器相連接，阻熱材料完全覆蓋住金屬托盤(pán)。金屬托盤(pán)置于爐底鋼壁上方I-SOmm處，金屬托盤(pán)中心與壓力傳感器相連，壓力傳感器對(duì)重量的分辨率為小于等于100g，阻熱材料完全覆蓋住金屬托盤(pán)。金屬托盤(pán)可采用鋼及其合金等導(dǎo)熱良好且不易變形的材質(zhì)，熔點(diǎn)要大于800°c，金屬托盤(pán)由于自身沒(méi)有裝水冷裝置，需要靠近水冷爐壁，但不能接觸，如果接觸會(huì)影響壓力傳感器監(jiān)測(cè)。金屬托盤(pán)為一個(gè)由于硅液溫度較高，阻熱材料需采用耐火點(diǎn)較高的材料，可采用碳纖維氈、氧化鋁陶瓷纖維氈等。本實(shí)用新型的有益效果是，解決了背景技術(shù)中存在的缺陷，當(dāng)硅液發(fā)生少量溢流，由于熔化過(guò)程隔熱籠內(nèi)溫度非常高，硅液會(huì)迅速流出下隔熱板，掉到爐內(nèi)底部阻熱材料上， 由于阻熱材料是由金屬托盤(pán)托起的，壓力傳感器會(huì)立刻監(jiān)測(cè)到相應(yīng)壓力的變化，從而及時(shí)報(bào)警，這樣在硅液少量溢流時(shí)就能及時(shí)被發(fā)現(xiàn)，能迅速反饋并冷卻爐體，有效避免了大量硅液溢流情況的發(fā)生，使鑄錠過(guò)程消除了安全隱患。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明。

圖1是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖中1、爐體；2、加熱器電極；3、隔熱籠；4、坩堝側(cè)壁石墨護(hù)板；5、石英坩堝；6、 坩堝底部石墨護(hù)板；7、助凝支撐塊；8、下隔熱板；9、阻熱材料；10、金屬托盤(pán)；11、壓力傳感
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具體實(shí)施方式
現(xiàn)在結(jié)合附圖和優(yōu)選實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。這些附圖均為簡(jiǎn)化的示意圖，僅以示意方式說(shuō)明本實(shí)用新型的基本結(jié)構(gòu)，因此其僅顯示與本實(shí)用新型有關(guān)的構(gòu)成。如圖1所示的一種硅液溢流即時(shí)反饋裝置，具有爐體1，所述的爐體1內(nèi)設(shè)置有隔熱籠3，隔熱籠3內(nèi)具有坩堝側(cè)壁石墨護(hù)板4、石英坩堝5、坩堝底部石墨護(hù)板6以及助凝支撐塊7，爐體內(nèi)、隔熱籠的下方設(shè)置有下隔熱板8，爐體1頂部具有加熱器電極2。爐底設(shè)置有金屬托盤(pán)10、壓力傳感器11以及阻熱材料9，包鋼至托盤(pán)距離底部水冷壁5mm，托盤(pán)的直徑為爐體內(nèi)徑的9/10，托盤(pán)呈凹形與爐底面形狀一致，一塊厚為3cm的氧化鋁陶瓷纖維氈完全覆蓋在托盤(pán)表面，壓力傳感器安裝在爐底中心位置，與托盤(pán)的中心突出位置相接觸，傳感器的精度為20g。當(dāng)漏硅量達(dá)到20g時(shí)，系統(tǒng)監(jiān)測(cè)到壓力傳感器反饋的信號(hào)，立刻發(fā)出警報(bào)，進(jìn)入急冷程序，有效避免了大量硅液溢流情況的發(fā)生。
權(quán)利要求1.一種硅液溢流即時(shí)反饋裝置，其特征在于包括設(shè)置在鑄錠爐底部的金屬托盤(pán) (10)、壓力傳感器(11)以及阻熱材料(9)，所述的金屬托盤(pán)(10)置于爐底鋼壁上方，金屬托盤(pán)(10)中心與壓力傳感器(11)相連接，阻熱材料(9)完全覆蓋住金屬托盤(pán)(10)。
2.如權(quán)利要求1所述的硅液溢流即時(shí)反饋裝置，其特征在于所述的金屬托盤(pán)(10)置于爐底鋼壁上方l_80mm處。
3.如權(quán)利要求1所述的硅液溢流即時(shí)反饋裝置，其特征在于所述的金屬托盤(pán)(10)的熔點(diǎn)大于800°C。
4.如權(quán)利要求1所述的硅液溢流即時(shí)反饋裝置，其特征在于所述的壓力傳感器(11) 對(duì)重量的分辨率小于等于100g。
5.如權(quán)利要求1所述的硅液溢流即時(shí)反饋裝置，其特征在于所述的阻熱材料(9)為碳纖維氈或氧化鋁陶瓷纖維氈。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種硅液溢流即時(shí)反饋裝置，包括設(shè)置在鑄錠爐底部的金屬托盤(pán)、壓力傳感器以及阻熱材料，所述的金屬托盤(pán)置于爐底鋼壁上方，金屬托盤(pán)中心與壓力傳感器相連接，阻熱材料完全覆蓋住金屬托盤(pán)。本實(shí)用新型當(dāng)硅液發(fā)生少量溢流，由于熔化過(guò)程隔熱籠內(nèi)溫度非常高，硅液會(huì)迅速流出下隔熱板，掉到爐內(nèi)底部阻熱材料上，由于阻熱材料是由金屬托盤(pán)托起的，壓力傳感器會(huì)立刻監(jiān)測(cè)到相應(yīng)壓力的變化，從而及時(shí)報(bào)警，這樣在硅液少量溢流時(shí)就能及時(shí)被發(fā)現(xiàn)，能迅速反饋并冷卻爐體，有效避免了大量硅液溢流情況的發(fā)生，使鑄錠過(guò)程消除了安全隱患。
文檔編號(hào)C30B29/06GK202175735SQ201120275648
公開(kāi)日2012年3月28日 申請(qǐng)日期2011年7月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月30日
發(fā)明者葉宏亮, 陳雪 申請(qǐng)人:常州天合光能有限公司