本发明涉及光伏设备铸锭技术领域，特别是涉及一种多晶硅铸锭炉顶侧加热器。
背景技术：
太阳能光伏行业中，多晶硅以其产能高、成本低的优点，占据光伏行业的主导地位。铸锭炉是太阳能级多晶硅锭生产的关键设备。铸锭炉热场的均匀性、稳定性对多晶硅锭品质起着至关重要的作用。
多晶硅铸锭炉热场的核心部件是加热器，目前，主流的多晶硅铸锭炉的加热器的电源供应均为50Hz，25V的三相交流电。因此，加热器运行时，不仅会产生焦耳热，为铸锭炉提供热源，同时也会产生交变电磁场。在交变电磁场作用下，硅熔体内会产生洛伦兹力，影响硅熔体的对流，导致硅熔体热场不均匀，长晶固液界面不稳定。
如图1、2所示，现有技术中，铸锭炉使用的侧加热器多为三角形连接的大周期蛇形加热器。此类加热器的蛇形周期会在硅熔体侧表面产生周期性向上或者向下的洛伦兹力，导致硅熔体内对流不稳定，影响固液界面形状，从而影响硅锭质量。同时，侧加热器为三相吊臂连接，吊臂处产生的热量，易导致热场不均匀。此外，侧加热器的角部连接板均为无加热周期的折弯结构，电阻较小，角部发热少，也易引起热场不均匀。
技术实现要素：
本发明针对上述技术问题，克服现有技术的缺点，提供一种多晶硅铸锭炉顶侧加热器，保证热场均匀，提高硅锭质量。
为了解决以上技术问题，本发明提供一种多晶硅铸锭炉顶侧加热器，包括顶加热器和设于顶加热器下方的侧加热器，侧加热器包括四片首尾连接成矩形的蛇形侧加热器单体，每片侧加热器单体由若干U型小单体组成且其周期数大于传统铸锭炉侧加热器的周期数即大于4，小单体中央及相邻小单体之间的空隙为气体间隙，气体间隙的宽度小于小单体单个竖直部位的宽度，且小于传统侧加热器的气体间隙宽度即小于80mm；
侧加热器的四角分别设有U型角连接板，角连接板的顶端分别连接相邻两片侧加热器单体的顶端；
还包括单向吊臂和三向吊臂，单向吊臂与三向吊臂上分别连接有电极，顶加热器与侧加热器并联；单向吊臂的末端连接侧加热器单体并将侧加热器均分为三相，三向吊臂的末端连接侧加热器单体并将侧加热器均分为三相，单向吊臂与三向吊臂共同将侧加热器均分为六相。
技术效果：本发明的侧加热器由四片紧密周期的蛇形侧加热器单体和四片U型角连接板首尾相连组成，紧密的蛇形周期抵消了穿透至熔硅侧表面几厘米的周期性向上和向下的洛伦兹力，改善了熔体对流，提高了长晶固液界面的稳定性和平坦度；侧加热器由单向吊臂和三向吊臂分为六相，每相包含相同的周期，保证了每相发热量基本相等，热场均匀；U型角连接板包含了一个小单体的蛇形周期，弥补了传统折弯式角连接板造成的角部发热不均匀。
本发明进一步限定的技术方案是：
进一步的，顶加热器呈左右对称且包括三片位于同一水平面内且首尾相邻的顶加热器单体，每片顶加热器单体即为一相，顶加热器每相覆盖的顶部发热面积相等。
前所述的一种多晶硅铸锭炉顶侧加热器，三向吊臂包括三个连接端，其截面形状为直角形，其水平部位的两端分别连接相邻两片顶加热器单体，其竖直部位的末端连接侧加热器。
前所述的一种多晶硅铸锭炉顶侧加热器，侧加热器单体、顶加热器单体、电极、单向吊臂、三向吊臂和角连接板之间均采用螺杆和螺母进行可拆卸式连接。
前所述的一种多晶硅铸锭炉顶侧加热器，气体间隙的宽度为10-40mm。
本发明的有益效果是：
（1）本发明中顶加热器由三片蛇形顶加热器单体组成，每相仅包含一个顶加热器单体，不需要连接片连接安装，减少了安装复杂程度，同时还减少了连接安装造成的电阻误差，保证了三相电阻的均衡，提高了顶部发热的均匀性；每相覆盖的顶部发热面积相等，保证了发热均匀；
（2）本发明中三向吊臂在不增加电极数的情况下，实现了顶加热器与侧加热器并联；
（3）本发明中侧加热器采用六个吊臂连接，增加了侧加热器强度，提高了加热器使用寿命；
（4）本发明中六个吊臂均匀分布在加热器四周，改善了传统侧加热器三吊臂连接造成的热场不均匀；
（5）本发明中侧加热器可为密集蛇形结构也可为其他密集周期结构或者板状结构，本发明可与任意形状、任意接法的底加热器配合，用于任意炉型铸锭炉。
附图说明
图1为背景技术中传统大周期侧加热器结构示意图；
图2为背景技术中传统大周期侧加热器熔硅侧表面y方向洛伦兹力；
图3为本实施例的结构示意图；
图4为本发明的等效电路图；
其中：1、侧加热器单体；2、顶加热器单体；3、气体间隙；4、角连接板；5、单向吊臂；6、三向吊臂；7、大周期蛇形侧加热器。
具体实施方式
本实施例提供的一种多晶硅铸锭炉顶侧加热器，结构如图3所示，包括顶加热器和设于顶加热器下方的侧加热器，侧加热器包括四片首尾连接成矩形的蛇形侧加热器单体1，每片侧加热器单体1由若干U型小单体组成且其周期数大于传统铸锭炉侧加热器的周期数即大于4，小单体中央及相邻小单体之间的空隙为气体间隙3，气体间隙3的宽度小于小单体单个竖直部位的宽度。气体间隙的宽度为10-40mm，小于传统侧加热器的气体间隙宽度即小于80mm。
侧加热器的四角分别设有U型角连接板4，角连接板4的顶端分别连接相邻两片侧加热器单体1的顶端。
还包括单向吊臂5和三向吊臂6，单向吊臂5与三向吊臂6上分别连接有电极，顶加热器与侧加热器并联。三向吊臂6包括三个连接端，其截面形状为直角形，其水平部位的两端分别连接相邻两片顶加热器单体2，其竖直部位的末端连接侧加热器。单向吊臂5的末端连接侧加热器单体1并将侧加热器均分为三相，三向吊臂6的末端连接侧加热器单体1并将侧加热器均分为三相，单向吊臂5与三向吊臂6共同将侧加热器均分为六相。
顶加热器呈左右对称且包括三片位于同一水平面内且首尾相邻的顶加热器单体2，每片顶加热器单体2即为一相，顶加热器每相覆盖的顶部发热面积相等。
侧加热器单体1、顶加热器单体2、电极、单向吊臂5、三向吊臂6和角连接板4之间均采用螺杆和螺母进行可拆卸式连接。
紧密的蛇形周期抵消了穿透至熔硅表面几厘米的周期性向上和向下的洛伦兹力，改善了熔体对流，提高了长晶固液界面的稳定性和平坦度；侧加热器每相加热周期严格相等，保证了热场均匀；侧加热器采用六个吊臂连接，六个吊臂均匀分布在加热器四周，改善了传统侧加热器三吊臂连接造成的热场不对称；增加了侧加热器强度，提高了加热器使用寿命；顶加热器每相包含一个顶加热器单体2，减小了每相的电阻误差，使得顶部发热更加均匀；顶加热器与侧加热器组成的复杂回路，使得电磁场相互抵消，洛伦兹力对熔硅体内的对流影响减小，固液界面更加平坦；U型角连接板4包含一个蛇形周期，保证了四角发热均匀。
本发明中顶加热器与侧加热器形状可变，只要顶加热器与侧加热器组成如图4所示的并联结构电路即可，加热器电源供应为50Hz，25V的三相交流电。
每片侧加热器单体1包含8个周期，角连接板4包含1个周期，共36周期，分为6相，每相6周期。气体间隙25m左右。此种侧加热器结构确保每相周期严格相等，加热器发热均匀。此为保证每片侧加热器单体1和每相周期均衡且电阻平衡的最优周期数，考虑原有铸锭炉电极孔位及电阻平衡，每片和每相周期也可以不相等。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。