一种热场悬挂装置和单晶炉的制作方法

本实用新型涉及太阳能光伏技术领域，特别是涉及一种热场悬挂装置和单晶炉。

背景技术：

目前，主要采用直拉法，利用单晶炉生产单晶硅。单晶炉包括主室和副室，主室内从下至上依次设置坩埚托杆、加热器、坩埚托盘、埚帮、坩埚和导流筒等器件。在单晶硅的生产过程中，需要保持高温条件，因此在单晶炉的主室内部从上至下依次设置多个保温筒，通过多个保温筒和导流筒构成热场，隔绝外部环境，防止热量流失，保持主室内的高温条件，以在高温环境下生产单晶硅。

而由于主室内的热场与主室的底部直接接触，导致热场内的热量可以通过热传导的形式快速的向外传递，导致热场内的热量大量流失，浪费大量的热力资源。

技术实现要素：

本实用新型提供一种热场悬挂装置和单晶炉，旨在解决单晶炉热场内的热量损失较大，热力资源浪费的问题。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种热场悬挂装置，应用于单晶炉，所述单晶炉内设置有热场，所述装置包括：托架和至少两个第一连接件；

所述托架设置在所述单晶炉的底部与所述热场之间，所述托架用于承载所述热场；

所述至少两个第一连接件沿所述托架的周向间隔设置，所述第一连接件的第一端与所述托架连接，所述第一连接件的第二端向远离所述单晶炉底部的方向延伸，以使所述托架与所述单晶炉的底部间隔预设距离。

可选的，还包括：与每个所述第一连接件对应的升降机构，所述单晶炉的主室的顶部设置有与每个所述第一连接件对应的互不相同的通孔，所述升降机构设置在所述主室顶部的外侧，每个所述第一连接件的第二端穿过各所述第一连接件各自对应的所述通孔后，与各所述第一连接件各自对应的所述升降机构固定连接，所述升降机构用于驱动所述第一连接件向上或向下运动，以调节所述托架与所述主室的底部之间的距离。

可选的，还包括：至少两个密封件，所述密封件安装在所述通孔上，以用于密封所述通孔。

可选的，所述密封件为波纹管，所述波纹管的一端与所述通孔密封连接，另一端与所述升降机构密封连接，所述第一连接件设置在所述波纹管内。

可选的，所述托架包括托盘和多个固定件，所述多个固定件沿所述托盘的周向间隔设置在所述托盘上，所述托盘用于放置所述热场，所述多个固定件用于固定所述热场。

可选的，所述第一连接件的第一端设置有第二连接件，所述第二连接件与所述固定件远离所述托盘的一端可拆卸连接。

可选的，所述第二连接件与所述第一连接件之间设置有隔热层。

可选的，所述第二连接件为挂钩。

可选的，所述第一连接件与所述第二连接件一体成型，所述第一连接件和所述第二连接件由隔热材料制成。

第二方面，本实用新型实施例提供了一种单晶炉，包括如本实施例第一方面所述的热场悬挂装置。

在本实用新型实施例中，热场悬挂装置用于悬挂单晶炉内的热场，包括：托架和至少两个第一连接件，托架设置在单晶炉的底部与热场之间，托架用于承载热场，第一连接件使托架与单晶炉的底部间隔预设距离，从而使热场距单晶炉的底部间隔预设距离。通过在单晶炉的底部与热场之间设置托架，在单晶硅的生产过程中，通过托架托起整个热场，使热场距单晶炉的的底部具有一定距离，避免了热场与单晶炉底部的直接接触，可以避免热场内的热量通过热传导的形式快速的向外散失，降低了热场内热量的损失，节省了热力资源。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对本实用新型实施例的描述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例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了本实用新型实施例一中的一种单晶炉主室的剖视图；

图2示出了现有技术中的一种热场的结构示意图；

图3示出了本实用新型实施例二中的一种单晶炉主室的剖视图；

图4示出了本实用新型实施例二中的升降机构和第一连接件的结构示意图；

图5示出了本实用新型实施例二中的一种单晶炉炉盖的结构示意图；

图6示出了本实用新型实施例二中的一种托架的结构示意图。

附图标记说明：

101-主室，1011-炉盖，1012-通孔，102-热场，1021-底部保温层，1022-下保温筒，1023-中保温筒，1024-上保温筒，1025-导流筒，201-托架，2011-托盘，2012-固定件，20121-连接孔，202-第一连接件，203-升降机构，2031-第三连接件，2032-第四连接件，204-密封件，205-第二连接件，206-隔热层。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例一

参照图1，图1示出了本实用新型实施例一中的一种单晶炉主室的剖视图，单晶炉的主室101内设置有热场悬挂装置，热场悬挂装置用于承载单晶炉内的热场102。

本实施例中，单晶炉内设置有热场102，热场悬挂装置包括：托架201和至少两个第一连接件202，托架201设置在单晶炉的底部与热场102之间，托架201用于承载热场102。至少两个第一连接件202沿托架201的周向间隔设置，第一连接件202的第一端与托架201连接，第一连接件202的第二端向远离单晶炉底部的方向延伸，以使托架201与单晶炉的底部间隔预设距离。

参照图2，图2示出了现有技术中的一种热场的结构示意图，如图1和图2所示，热场102可以由底部保温层1021、下保温筒1022、中保温筒1023、上保温筒1024和导流筒1025组成。其中，底部保温层1021直接放置在单晶炉的主室101的底部，底部保温层1021上，从下至上依次放置下保温筒1022、中保温筒1023和上保温筒1024，上保温筒1024内设置导流筒1025。底部保温层1021、下保温筒1022、中保温筒1023、上保温筒1024和导流筒1025组成热场102。实际使用过程中，坩埚托杆穿过主室101的底部和底部保温层1021后，进入热场102内，坩埚托杆上可以放置坩埚托盘，坩埚托盘上可以放置石墨坩埚，石墨坩埚内可以放置石英坩埚，同时在热场102内设置加热器，通过加热器将石英坩埚内的多晶硅原料熔融后，拉制生产单晶硅。在生产过程中，通过底部保温层1021、下保温筒1022、中保温筒1023、上保温筒1024和导流筒1025进行隔热，保持热场102内的温度恒定，防止热场102内的热量流失。

需要说明的是，为便于理解，本实施例列举了现有技术中的一种热场结构，并举例说明了热场在单晶炉内的具体放置位置，本领域技术人员须知，热场的具体结构可以根据需求设置，本实施例对此不做限制。

如图1所示，热场悬挂装置可以包括托架201和至少两个第一连接件202。托架201设置在主室101的底部(即单晶炉的底部)与热场102之间，托架201用于承载热场102。第一连接件202沿托架201的周向间隔设置，第一连接件202的第一端与托架201连接，第一连接件202的第二端向远离单晶炉底部的方向延伸，即向主室101的顶部延伸，从而可以通过第一连接件202使托架201与主室101的底部间隔预设距离。本实施例中，托架201可以是由铁、铜和不锈钢等金属材料制成的框架结构，托架201设置在主室101的底部和底部保温层1021之间，可以将底部保温层1021直接放置在托架201上，从而通过托架201承载整个热场102。实际操作过程中，托架201的结构可以与单晶炉的结构配合，以便安装单晶炉内的各个部件，例如，托架201的底部可以与底部保温层1021的形状相同，以便坩埚托杆可以同时穿过主室101的底部、托架201和底部保温层1021进入热场102，托架201的具体结构和材质可以根据需求设置，本实施例对此不做限制。

第一连接件202可以是钢索、连接杆等连接件，第一连接件202的第一端与托架201连接，第一连接件202的第二端向主室101的顶部延伸，具体的，第一连接件202的第二端可以直接与主室101顶部的炉盖1011连接，或者第一连接件202的第二端也可以穿过主室101顶部，固定在主室101顶部的外侧，第一连接件202的第二端的固定方式可以根据需求设置，本实施例对此不进行限制。多个第一连接件202间隔设置在托架201四周，托架201通过第一连接件202与炉盖1011连接，通过托架201承载热场102，可以使托架201与主室101的底部间隔预设距离。例如，当第一连接件202为钢索时，在安装单晶炉的过程中，可以通过钢索一端提升托架201，使托架201与主室101的底部达到预设距离后，固定钢索，使热场102与主室101的底部脱离；在拆解单晶炉时，松开钢索，将托架201放置在主室101的底部，对主室101内的各个部件进行拆解。其中，预设距离的具体值可以根据需求设置，第一连接件的具体结构，以及第一连接件与托架和主室之间的连接方式可以根据需求设置，本实施例对此不作限制。

本实施例中，在单晶炉的底部设置托架201，将整个热场102放置在托架201上。在组装单晶炉的过程中，可以通过第一连接件202使热场102距离主室101的底部具有一定的距离。在组装完成后，启动加热器，进入单晶硅的拉制生产。在生产完成后，拆解单晶炉时，可以通过第一连接件202将热场102放置在单晶炉的底部，进行正常的拆解。其中，在生产过程中，由于底部保温层1021与单晶炉的底部具有一定的距离，底部保温层1021与单晶炉的底部并未直接接触，热场102内的热量并不能通过热传导的形式向外传递，降低了热场内热量的损失，节省了热力资源。

在本实用新型实施例中，热场悬挂装置用于悬挂单晶炉内的热场，包括：托架和至少两个第一连接件，托架设置在单晶炉的底部与热场之间，托架用于承载热场，第一连接件使托架与单晶炉的底部间隔预设距离，从而使热场距单晶炉的底部间隔预设距离。通过在单晶炉的底部与热场之间设置托架，在单晶硅的生产过程中，通过托架托起整个热场，使热场距单晶炉的的底部具有一定距离，避免了热场与单晶炉底部的直接接触，可以避免热场内的热量通过热传导的形式快速的向外散失，降低了热场内热量的损失，节省了热力资源。

实施例二

参照图3，图3示出了本实用新型实施例二中的一种单晶炉主室的剖视图，主室内设置有热场悬挂装置，热场悬挂装置用于承载主室内的热场。

本实施例中，热场悬挂装置还可以包括与每个第一连接件202对应的升降机构，参照图4，图4示出了本实用新型实施例二中的升降机构和第一连接件的结构示意图，结合图5，图5示出了本实用新型实施例二中的一种单晶炉炉盖的结构示意图，单晶炉的主室101的顶部可以设置有与每个第一连接件202对应的通孔1012，升降机构203设置在主室101顶部的外侧，每个第一连接件202的第二端穿过各第一连接件202各自对应的通孔1012后，与各第一连接件202各自对应的升降机构203固定连接，升降机构203用于驱动第一连接件202向上或向下运动，以调节托架201与主室101的底部之间的距离。

具体的，如图5所示，炉盖1011上可以设置与每个第一连接件202对应的通孔1012，在炉盖1011的外侧设置与每个通孔1012对应的升降机构203，升降机构203中的第三连接件2031与炉盖1011固定连接，从而将升降机构203固定在炉盖1011上。第一连接件202可以为连接杆，连接杆的一端与升降机构203中的第四连接件2032固定连接。升降机构203中可以设置升降电机(图中未示出)，通过升降电机驱动第四连接件2032上下运动，以驱动连接杆上下运动。其中，在安装和拆解单晶炉时，可以通过升降机构升降托架，调节热场与单晶炉底部之间的距离，可以减少人工操作，提高效率。升降机构的具体结构和原理可以根据需求设置，只需满足可以驱动第一连接件上下运动即可，本实施例对此不做限制。

本实施例中，热场悬挂装置还可以包括至少两个密封件204，密封件204用于密封通孔1012。如图4所示，密封件204可以为波纹管，波纹管的一端可以与升降机构203中的第四连接件2032密封连接，另一端可以与升降机构203中的第三连接件2031密封连接，连接杆设置在波纹管内。第四连接件2032驱动连接杆上下运动时，通过波纹管实现密封，隔绝主室与外部环境。其中，密封件的结构，以及密封原理可以根据需求选择，本实施例对此不做限制。

参照图6，图6示出了本实用新型实施例二中的一种托架的结构示意图，如图6所示，托架201可以包括托盘2011和多个固定件2012，多个固定件2012沿托盘2011的周向间隔设置在托盘2011上，托盘2011用于放置热场102，多个固定件2012用于固定热场102。

结合图3，托盘2011可以设置在单晶炉的底部与热场102(底部保温层1021)之间，托盘2011用于放置热场102。如图6所示，托盘2021可以是与主室101的底部配合的圆形框架，多个固定件2012可以沿托盘2011的周向间隔设置，当热场102放置在托架201上时，通过多个固定件2012将热场102固定在托盘2011上，可以防止热场102晃动，提高热场102的稳定性。其中，通过托盘与固定件组成托架，可以降低托架的总质量，并减少托架与热场的接触面积，避免热场内的热量通过托架向主室的侧壁传递，进一步的通过主室的侧壁将热量传递到主室的外部。固定件的结构可以根据需求设置，本实施例对此不做限制。

本实施例中，如图4所示，第一连接件202的第一端可以设置有第二连接件205，第二连接件205与固定件2012远离托盘2011的一端可拆卸连接。其中，第二连接件205用于实现第一连接件202与托架201之间的可拆卸连接，方便安装整个热场悬挂装置。具体的，如图4所示，第二连接件205可以为挂钩。如图6所示，固定件2012远离托盘2011的一端可以设置有与挂钩配合的连接孔20121。其中，挂钩可以由耐高温的材料制成，例如可以由耐高温的钼材料制成，以提高挂钩的耐用性。第二连接件的具体结构，可以根据需求设置，本实施例对此不做限制。

如图4所示，第一连接件202与第二连接件205之间可以设置有隔热层206。隔热层可以防止第一连接件202与第二连接件205之间的热传递，避免热场内的热量通过第一连接件202向主室101的外部传递。

可选的，第一连接件202与第二连接件205可以一体成型，第一连接件202和第二连接件205可以由隔热材料制成。其中，第一连接件与第二连接件一体成型时，可以提高悬挂装置的强度，并降低制造成本，同时第一连接件与第二连接件一体成型时，可以避免热场内的热量通过第一连接件向主室外部传递。

在本实用新型实施例中，热场悬挂装置用于悬挂单晶炉内的热场，包括：托架和至少两个第一连接件，托架设置在单晶炉的底部与热场之间，托架用于承载热场，第一连接件使托架与单晶炉的底部间隔预设距离，从而使热场距单晶炉的底部间隔预设距离。通过在单晶炉的底部与热场之间设置托架，在单晶硅的生产过程中，通过托架托起整个热场，使热场距单晶炉的的底部具有一定距离，避免了热场与单晶炉底部的直接接触，可以避免热场内的热量通过热传导的形式快速的向外散失，降低了热场内热量的损失，节省了热力资源。

实施例三

本实施例还提供了一种单晶炉，包括如前述实施例一和实施例二所述的热场悬挂装置。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

上面结合附图对本实用新型的实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护之内。