一种单晶炉用空芯保温筒的制作方法

1.本实用新型涉及一种保温筒，尤其涉及一种单晶炉用空芯保温筒。


背景技术：

2.太阳能光伏发电是可持续清洁能源之一，近年来在世界各国得到了快速发展。目前，太阳能光伏发电中应用最为广泛的是硅晶体太阳能电池，主要分为单晶硅片电池和多晶硅片电池，其中，单晶硅片电池因具有高效特点而倍受市场青睐，而生产单晶硅片所利用的最主要的设备是单晶生长炉。
3.目前，所使用的单晶炉包括上炉膛、下炉膛，上炉膛设置在下炉膛上方且上炉膛通过隔离阀固定在下炉膛顶部，上炉膛顶部设置有籽晶旋转提升机构，下炉膛内设置有保温筒，保温筒内设置有坩埚，坩埚内设有石英坩埚，坩埚外侧设置有加热器，加热器位于保温筒内。而保温筒是单晶生长炉中至关重要的装置，需要具有保温效果好、耐高温和杂质少等特点，其使用寿命决定了整个单晶生长炉热场的使用寿命。
4.单晶生长炉在使用过程中，炉内产生的硅蒸汽、金属等杂质气体通常会与保温筒接触并发生反应，使保温筒内表面不断被消耗、粉化、脆化和脱落，从而导致炉内热场保温效果变差。现有技术中的保温筒通常为独立圆筒，容易被破坏，使用寿命较短，且在使用过程中一旦保温筒产生缺陷，便需要将整个保温筒进行更换，成本较高。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种单晶炉用空芯保温筒，解决保温筒使用成本高的问题。
6.为实现上述实用新型目的，本实用新型提供一种单晶炉用空芯保温筒，包括：保温外筒，保温内筒和设置在所述保温外筒和所述保温内筒之间的石墨纸层；
7.所述保温外筒设置有空腔，且所述空腔的体积为所述保温外筒总体积的10％至40％。
8.根据本实用新型的一个方面，所述保温外筒、所述石墨纸层和所述保温内筒相互粘接，且所述保温内筒可剥离的设置。
9.根据本实用新型的一个方面，在所述保温内筒上规则的或随机的排布有多个连接件，且所述连接件依次穿过所述保温内筒和所述石墨纸层与所述保温外筒相连接。
10.根据本实用新型的一个方面，所述保温内筒的厚度为1mm至3mm。
11.根据本实用新型的一个方面，所述石墨纸层的厚度为0.5mm至2mm。
12.根据本实用新型的一个方面，所述保温内筒为碳-碳复合材料筒；
13.所述保温内筒的材料密度大于或等于1.3g/cm3，且所述保温内筒的抗弯强度≥80mpa。
14.根据本实用新型的一个方面，所述空腔为截面规则或不规则形状,且沿所述保温外筒的周向,所述空腔为所述保温外筒内的环形空腔。
15.根据本实用新型的一个方面，沿所述保温外筒的径向，所述空腔并列设置有多个。
16.根据本实用新型的一个方面，在所述空腔内设置有加强筋；
17.沿所述保温外筒的周向，所述加强筋在所述空腔内等间隔或随机的布置。
18.根据本实用新型的一个方面，所述保温外筒采用聚丙烯腈碳毡制成；
19.所述连接件为碳-碳复合材料钉。
20.根据本实用新型的一种方案，当内筒失效时，只需要替换内筒，修复石墨纸层即可，使得外筒重复利用，有效的降低了保温筒的使用成本。
21.根据本实用新型的一种方案，通过采用多个部分构成的组合保温筒，在其内筒发生损坏时，可通过拆除更换的方式重新连接新的保温内筒，以保证本方案的外筒能够重复利用，极大的提高了本方案的可维护性和使用寿命，同时还降低了本方案的维护成本。
22.根据本实用新型的一种方案，通过将保温外筒、石墨纸层和保温内筒采用粘接的方式相连接可有效的保证连接的稳定性，并降低连接的厚度，提高了连接效率。此外，保温内筒通过可剥离设置的方式，可在保温内筒发生损坏的时候还可以方便有效的更换损坏的保温内筒，提高了本实用新型的使用寿命。
23.根据本实用新型的一种方案，通过采用连接件的钉扎作用，可进一步保证保温内筒与保温外筒之间的连接稳定性，进一步有效的提高本方案的使用稳定性和使用寿命。
24.根据本实用新型的一种方案，将保温内筒设置在上述厚度范围内，不仅能够有效保证其性能，还能够有效的减小了组合保温筒整体的厚度，在充分保证了本方案的使用性能的情况下，还进一步节约了材料降低了生产成本。
25.根据本实用新型的一种方案，将石墨纸层设置在上述厚度范围内，能够在保证与内筒和外筒稳定连接的情况下，还有助于内筒维修时的拆除，且不会对外筒产生影响，对提高本方案的可维护性有益。
26.根据本实用新型的一种方案，在保温外筒设置空腔且空腔的体积是整个保温外筒体积的10％至40％，通过这种中空设置的保温外筒在保证了外筒保温效果的情况下，还有效的减少了外筒的材料使用量，有效的节约了外筒的生产成本，以及减轻了外筒的重量。
附图说明
27.图1是示意性表示根据本实用新型的一种实施方式的单晶炉用空芯保温筒的结构图；
28.图2是示意性表示根据本实用新型的另一种实施方式的单晶炉用空芯保温筒的结构图；
29.图3是示意性表示根据本实用新型的一种实施方式的加强筋的结构图；
30.图4是示意性表示根据本实用新型的另一种实施方式的加强筋的结构图。
具体实施方式
31.为了更清楚地说明本实用新型实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
32.在针对本实用新型的实施方式进行描述时，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”所表达的方位或位置关系是基于相关附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本实用新型的限制。
33.下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作详细地描述，实施方式不能在此一一赘述，但本实用新型的实施方式并不因此限定于以下实施方式。
34.如图1所示，根据本实用新型的一种实施方式，本实用新型的一种单晶炉用空芯保温筒，包括：保温外筒11，保温内筒12和设置在保温外筒11和保温内筒12之间的石墨纸层13。在本实施方式中，保温外筒11设置有空腔111，且空腔111的体积为保温外筒11总体积的10％至40％。
35.根据本实用新型，通过采用多个部分构成的组合保温筒，在其内筒发生损坏时，可通过拆除更换的方式重新连接新的保温内筒，以保证本方案的外筒能够重复利用，极大的提高了本方案的可维护性和使用寿命，同时还降低了本方案的维护成本。
36.根据本实用新型，在保温外筒设置空腔且空腔的体积是整个保温外筒体积的10％至40％，通过这种中空设置的保温外筒在保证了外筒保温效果的情况下，还有效的减少了外筒的材料使用量，有效的节约了外筒的生产成本，以及减轻了外筒的重量。
37.如图1所示，根据本实用新型的一种实施方式，保温外筒11、石墨纸层13和保温内筒12相互粘接，且保温内筒12可剥离的设置。在本实施方式中，保温外筒11、石墨纸层13和保温内筒12采用树脂粘接在一起组成整体结构。
38.通过上述设置，通过将保温外筒11、石墨纸层13和保温内筒12采用粘接的方式相连接可有效的保证连接的稳定性，并降低连接的厚度，提高了连接效率。此外，保温内筒12通过可剥离设置的方式，可在保温内筒发生损坏的时候还可以方便有效的更换损坏的保温内筒12，提高了本实用新型的使用寿命。
39.如图1所示，根据本实用新型的一种实施方式，在保温内筒12上规则的或随机的排布有多个连接件，且连接件依次穿过保温内筒12和石墨纸层13与保温外筒11相连接。在本实施方式中，连接件为碳-碳复合材料钉。
40.通过上述设置，通过采用连接件的钉扎作用，可进一步保证保温内筒与保温外筒之间的连接稳定性，进一步有效的提高本方案的使用稳定性和使用寿命。
41.如图1所示，根据本实用新型的一种实施方式，保温内筒12的厚度为1mm至3mm。
42.通过上述设置，将保温内筒设置在上述厚度范围内，不仅能够有效保证其性能，还能够有效的减小了组合保温筒整体的厚度，在充分保证了本方案的使用性能的情况下，还进一步节约了材料降低了生产成本。
43.如图1所示，根据本实用新型的一种实施方式，石墨纸层13的厚度为0.5mm至2mm。
44.通过上述设置，将石墨纸层设置在上述厚度范围内，能够在保证与内筒和外筒稳定连接的情况下，还有助于内筒维修时的拆除，且不会对外筒产生影响，对提高本方案的可维护性有益。
45.如图1所示，根据本实用新型的一种实施方式，保温内筒12为碳-碳复合材料筒。在本实施方式中，温内筒12的材料密度大于或等于1.3g/cm3，且保温内筒12的抗弯强度≥
80mpa。
46.通过上述设置，将保温内筒的材料性能设置在上述范围内，有效的保证了本方案的使用可靠性。
47.根据本实用新型的一种实施方式，空腔111为截面规则或不规则形状,且沿保温外筒11的周向,空腔111为保温外筒11内的环形空腔。在本实施方式中，空腔111为截面可以为矩形、椭圆形等的规则形状，而为不规则形状时则根据实际需要进行调整。
48.通过上述设置，将空腔111设置为在保温外筒内连续的环形空腔，有利于保证整个保温外筒的质量分配均匀，且其结构简单，对降低整个保温外筒的加工难度有利。
49.如图2所示，根据本实用新型的一种实施方式，沿保温外筒11的径向，空腔111并列设置有多个。在本实施方式中，并列设置的多个空腔111的截面形状、大小均可根据需要设置为一致的或者不同的，从而实现在保温外筒的径向上对空腔的灵活布置，同时，在保证保温外筒保温效果，降低保温外筒重量的情况下，还有利于增强保温外筒中空部分的结构强度，对进一步保证整个保温筒的结构强度和使用稳定性有利。
50.根据本实用新型的一种实施方式，在空腔111内设置有加强筋a。在本实施方式中，沿保温外筒11的周向，加强筋在空腔111内等间隔或随机的布置。在本实施方式中，加强筋可以为实心的板状加强筋(参见图3)或者空心的板状加强筋(参见图4)。
51.通过上述设置，在空腔111内设置加强筋可进一步有效的增强保温外筒的结构强度，对进一步保证整个保温筒的结构强度和使用稳定性有利。
52.在本实施方式中，保温外筒11采用碳毡缠绕后固化定型，例如采用聚丙烯腈碳毡制成。
53.上述内容仅为本实用新型的具体方案的例子，对于其中未详尽描述的设备和结构，应当理解为采取本领域已有的通用设备及通用方法来予以实施。
54.以上所述仅为本实用新型的一个方案而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。