一种石墨电极装置及硅铸锭炉的制作方法

本申请涉及太阳能光伏电池生产设备技术领域，尤其涉及一种石墨电极装置及硅铸锭炉。

背景技术：

铸锭炉在工作过程中，制造一炉多晶硅锭需要70多小时，在这个运行过程中，需要变压器将功率通过铜电极传递至石墨电极，石墨电极再将功率传输到石墨加热器，最后经过石墨加热器提供铸锭所需工作温度。通常情况下，一次铸造需要消耗能耗高达6000度。但在铸锭炉工作过程中，炉腔内部的加热器所发热量会通过石墨电极传导给水冷铜电极，大部分热量则会通过水冷电缆带走，从而造成热量损耗。

技术实现要素：

本申请提供了一种石墨电极装置及硅铸锭炉，旨在降低热量传导损失。

本申请实施例提供了一种石墨电极装置，所述石墨电极装置包括：

石墨电极，所述石墨电极设有相对设置的第一端和第二端，所述第一端用于与电缆连接，所述第二端用于与加热器连接；

隔热部件，所述隔热部件设置于所述第一端与所述第二端之间。

在一种可能的设计中，所述石墨电极设有容腔，所述隔热部件的至少部分设置于所述容腔内。

在一种可能的设计中，所述容腔的截面积小于所述石墨电极的截面积，所述隔热部件的截面积小于所述石墨电极的截面积；

所述隔热部件的截面积与所述石墨电极的截面积之比为0.5～0.9。

在一种可能的设计中，所述石墨电极包括相连的第一石墨电极和第二石墨电极；

所述容腔设置于所述第一石墨电极或所述第二石墨电极。

在一种可能的设计中，所述石墨电极包括相连的第一石墨电极和第二石墨电极；

所述第一石墨电极设有第一凹槽，所述第二石墨电极设有第二凹槽，所述第一凹槽与所述第二凹槽连接后形成所述容腔。

在一种可能的设计中，所述第一石墨电极用于与所述电缆连接，所述第二石墨电极用于与所述加热器连接；

所述第一石墨电极的截面积小于所述第二石墨电极的截面积。

在一种可能的设计中，所述第一石墨电极与所述第二石墨电极为圆柱形结构，所述第一石墨电的直径为30mm～50mm，所述第二石墨电极的直径为60mm～100mm。

在一种可能的设计中，所述隔热部件包括氧化锆、碳毡、石棉和纤维中的一种或多种。

在一种可能的设计中，所述隔热部件的厚度为10mm～40mm。

本申请实施例还提供了一种硅铸锭炉，所述硅铸锭炉包括：

加热器；

石墨电极装置，所述石墨电极装置为上述所述的石墨电极装置；

所述石墨电极装置与所述加热器连接。

本申请中，石墨电极设有相对设置的第一端和第二端，第一端用于与电缆连接，第二端用于与加热器连接。隔热部件设置于第一端与第二端之间，以隔绝部分由该石墨电极第一端传递至第二端的热量，进而隔绝部分加热器产生的热量沿石墨电极传递至电缆，降低硅铸锭炉在工作过程中的热量损耗，节约用电成本。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本申请。

附图说明

图1为本申请所提供石墨电极装置及电缆在一种具体实施例中的结构示意图；

图2为本申请所提供石墨电极装置及加热器的连接结构示意图。

附图标记：

1-石墨电极；

11-第一端；

12-第二端；

13-容腔；

14-第一石墨电极；

15-第二石墨电极；

2-隔热部件；

3-电缆；

4-加热器；

41-连接板；

42-加热板；

5-连接件。

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

具体实施方式

为了更好的理解本申请的技术方案，下面结合附图对本申请实施例进行详细描述。

应当明确，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。

应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

需要注意的是，本申请实施例所描述的“上”、“下”、“左”、“右”等方位词是以附图所示的角度来进行描述的，不应理解为对本申请实施例的限定。此外，在上下文中，还需要理解的是，当提到一个元件连接在另一个元件“上”或者“下”时，其不仅能够直接连接在另一个元件“上”或者“下”，也可以通过中间元件间接连接在另一个元件“上”或者“下”。

如图1和图2所示，本申请实施例提供了一种硅铸锭炉，主要用于光伏太阳能产业，也可用于其它行业各类制品的加热处理和烧结。该硅铸锭炉包括加热器4、石墨电极装置和电缆3，加热器4包括连接板41和多个加热板42，部分加热板42实现首尾连接闭合形成，其余部分加热板42呈矩形分布，在加热板42上间隔设置至少4个连接板41，每个连接板41均连接石墨电极装置，使石墨电极装置的一端与连接板41连接，另一端与电缆3连接。

硅铸锭炉在工作过程中，需要变压器将功率通过电缆3传递至石墨电极装置，石墨电极装置再将功率传输至加热器4，经加热器4提供硅铸锭炉所需的工作温度，以提供硅料熔化所需热量和长晶所需的热量。其中，电缆3可以为水冷电缆3，如水冷铜电极。在硅铸锭炉工作过程中，炉腔内部的加热器4所发部分热量会通过石墨电极装置传导至水冷电缆3，这部分热量会由设备冷却水带走，会造成热量损耗。如图1所示，该石墨电极装置包括石墨电极1和隔热部件2，石墨电极1设有相对设置的第一端11和第二端12，第一端11用于与电缆3连接，第二端12用于与加热器4连接；隔热部件2设置于第一端11与第二端12之间。

本实施例中，将隔热部件2设置于石墨电极1中第一端11与第二端12之间，以隔绝部分由该石墨电极1第一端11传递至第二端12的热量，进而隔绝部分加热器4产生的热量沿石墨电极1传递至电缆3，降低硅铸锭炉在工作过程中的热量损耗，节约用电成本。

其中，隔热部件2包括氧化锆、碳毡、石棉和纤维中的一种或多种。该隔热部件2具有隔绝热量传递的优点。

如图1所示，在一种可能的设计中，石墨电极1设有容腔13，隔热部件2的至少部分设置于容腔13内。本实施例中，将隔热部件2安装于石墨电极1的容腔13内，实现隔热部件2与石墨电极1的连接。并且，通过将隔热部件2放置在容腔13内，减小了石墨电极1的导通面积，减小热量流失，降低发热功率，以达到节能降耗的目的。

如图1所示，其中，容腔13的截面积小于石墨电极1的截面积，隔热部件2的截面积小于石墨电极1的截面积，隔热部件2的截面积与石墨电极1的截面积之比为0.5～0.9。本实施例中，隔热部件2通常具有绝缘性质，将隔热部件2的截面积小于石墨电极1的截面积，以使电缆3的功率能够沿石墨电极1传递至加热器4，不会被隔热部件2阻挡。

在一种可能的设计中，石墨电极1包括相连的第一石墨电极14和第二石墨电极15，容腔13设置于第一石墨电极14或第二石墨电极15。本实施例中，第一石墨电极14与第二石墨电极15通过连接件5可拆卸连接，容腔13可以设置于第一石墨电极14，在第一石墨电极14靠近第二石墨电极15的一端设置凹槽，第一石墨电极14与第二石墨电极15连接后封堵凹槽形成容腔13；该容腔13也可以设置于第二石墨电极15，在第二石墨电极15靠近第一石墨电极14的一端设置凹槽，第一石墨电极14与第二石墨电极15连接后封堵凹槽形成容腔13。

在另一种可能的设计中，石墨电极1包括相连的第一石墨电极14和第二石墨电极15；第一石墨电极14设有第一凹槽，第二石墨电极15设有第二凹槽，第一凹槽与第二凹槽连接后形成容腔13。本实施例中，第一石墨电极14与第二石墨电极15通过连接件5可拆卸连接，第一石墨电极14靠近第二石墨电极15的一端设置有第一凹槽，第二石墨电极15靠近第一石墨电极14的一端设置有第二凹槽，第一石墨电极14与第二石墨电极15连接时，第一凹槽与第二凹槽相拼形成容腔13。

在以上实施例中，连接件5可以为螺钉、螺杆等，并在第一石墨电极14和第二石墨电极15上均开设有相对应配合的螺纹孔。

如图1所示，在一种可能的设计中，第一石墨电极14用于与电缆3连接，第二石墨电极15用于与加热器4连接；第一石墨电极14的截面积小于第二石墨电极15的截面积。本实施例中，将第一石墨电极14的截面积小于第二石墨电极15的截面积，减小热量石墨电极1传递的导通面积，以减小热量的流失。

其中，第一石墨电极14与第二石墨电极15可以为圆柱形结构，第一石墨电的直径为30mm～50mm，第二石墨电极15的直径为60mm～100mm。

具体地，以第一石墨电极14为例，若第一石墨电极14的直径过大(例如大于50mm)，则在满足功率传递的需求下，浪费成本；若第一石墨电极14的直径过小(例如小于30mm)，则导致传递至加热器4的功率过小，降低加热器4的工作效率。

在一种可能的设计中，第一石墨电极14的厚度为50mm～90mm，第二石墨电极15的高度为135mm～200mm，隔热部件2的厚度为10mm～40mm。具体地，若隔热部件2的厚度过大(例如大于40mm)，隔热部件2设置在第一石墨电极14的容腔13内，则导致第一石墨电极14的大部分设置为容腔13，影响第一石墨电极14传递功率；若隔热部件2的厚度过小(例如小于10mm)，隔热部件2的隔热效果较差，导致热量流失。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。