[发明专利]单晶炉余热循环利用装置

说明书

技术领域：

本发明涉及太阳能电池生产过程的余热利用装置，尤其涉及单晶炉生产过程中余热循环利用装置。

背景技术：

单晶炉是拉制单晶硅棒的关键设备，在拉制过程中，需要恒压向单晶炉提供氮气，所需的气体都是由压力罐内的液态气体经调压箱降压后流入汽化器进行行液气转换来供给的，而常规的管式汽化器转化效果受环境温度影响很大，尤其在冬天，汽化管道外壁上会有大量的冷凝水附着，严重的话会在汽化管道外壁上形成厚厚的冰块，这样会影响液态气体汽化器的汽化效果，造成气体使用地气压不足，不能达到生产的要求。现在很多厂家通过在汽化管道外壁上添加散热片，增加与外界环境的接触面积，使汽化管道与外界环境产生更多的热交换，大大改善了在汽化管道外壁上有冷凝水附着甚至结冰的现象，但在外界气温比较低的情况下仍会在汽化管道外壁和散热片上出现结冰现象。还有的厂家在汽化器的汽化管道上添加电加热器，这样可以防止在汽化器的外壁上有冷凝水附着甚至结冰的现象，但电加热器的使用成本太高，不能普及使用。另一方面，单晶炉在工作过程中会排放大量的热量，需要用循环冷却水进行冷却，在其冷却装置中必须配备专用的制冷设备。这样就造成重复耗能，若将液态气体汽化器与单晶炉循环冷却装置结合起来，能大幅度降低电能的消耗，实现单晶炉生产过程中所排放热能的循环利用，寄予这一思路，申请人经过研究和试验，成功地研制出一种单晶炉余热循环利用装置。

发明内容：

本发明提供了一种单晶炉余热循环利用装置。

采用这种装置，既能满足液态气体向气态转化过程中的吸热要求，确保供气压力的稳定性，又能满足单晶炉的循环冷却需要，实现生产过程中余热的再利用，大幅度降低能耗，节约生产成本。

本发明所采用的技术方案是：

所述单晶炉余热循环利用装置，其特征是：它包括压力罐、调压箱、汽化器、单晶炉、单晶炉冷却装置、热水池、循环泵、热水管、冷水管和输气管，液态气体存于压力罐中，压力罐通过调压箱与汽化器相连，汽化器通过输气管与单晶炉相连，单晶炉冷却装置通过热水管与热水池相通，循环泵的吸液口与热水池相通连，出液口通过热水管与汽化器相连，汽化器再通过冷水管与单晶炉冷却装置相连，所述汽化器，由液态气体导入管、集成转换管、气体导出管、水箱、热水进口、冷水出口组成，集成转换管置于水箱中，且位于液态气体导入管和气体导出管之间，集成转换管由多根金属支管并联连接而成，各金属支管相互连通，在水箱上设有热水进口和冷水出口，且热水进口设置在气体导出管的一侧，冷水出口设置在液态气体导入管的一侧，在水箱的外表设有保温层。

本发明的工作原理如下：储存在压力罐内的液态气体经调压箱降压后流入汽化器的液态气体导入管中，然后流入集成转换管，通过金属支管分流，液态气体经集成转换管进行热面积的扩大，由于集成转换管置于水箱中，单晶炉冷却装置向水箱内提供热水，热水从热水进口流入，从冷水出口流出，液态气体吸收水箱中的热水所提供的热能进行转换，汽化器所产生的气体通过输气管供给单晶炉使用，汽化器所排出的冷水再输入单晶炉冷却装置中，这样，既能确保汽化器的汽化效果，确保汽化器能稳定的向单晶炉供气，又能向单晶炉冷却装置中提供冷却水。这种单晶炉余热循环利用装置，既能满足汽化器中液态气体向气态转化过程中的吸热要求，确保供气压力的稳定性，又能满足单晶炉的循环冷却需要，实现单晶炉生产过程中余热的循环利用，能大幅度降低能耗，节约生产成本。

附图说明：

图1为本发明的结构示意图；

图2为汽化器的一种结构示意图；

图中：1-压力罐；2-调压箱；3-汽化器；4-单晶炉；5-单晶炉冷却装置；6-热水池；7-循环泵；8-热水管；9-冷水管；10-输气管；31-液态气体导入管；32-集成转换管；321-金属支管；33-气体导出管；34-水箱；35-热水进口；36-冷水出口；37-保温层；

具体实施方式：

下面结合附图说明本发明的具体实施方案：

本发明所述单晶炉余热循环利用装置，如图1所示，它包括压力罐1、调压箱2、汽化器3、单晶炉4、单晶炉冷却装置5、热水池6、循环泵7、热水管8、冷水管9和输气管10，液态气体存于压力罐1中，压力罐1通过调压箱2与汽化器3相连，汽化器3通过输气管10与单晶炉4相连，单晶炉冷却装置5通过热水管8与热水池6相通，循环泵7的吸液口与热水池6相通连，出液口通过热水管8与汽化器3相连，汽化器3再通过冷水管9与单晶炉冷却装置5相连，所述汽化器3如图2所示，它由液态气体导入管31、集成转换管32、气体导出管33、水箱34、热水进口35、冷水出口36组成，集成转换管32置于水箱34中，且位于液态气体导入管31和气体导出管33之间，集成转换管32由多根金属支管321并联连接而成，各金属支管321相互连通，在水箱34上设有热水进口35和冷水出口36，且热水进口35设置在气体导出管33的一侧，在水箱34的外表设有保温层37。其工作过程：储存在压力罐1内的液态气体经调压箱2降压后流入汽化器3中，由于汽化器3由液态气体导入管31、集成转换管32、气体导出管33、水箱34、热水进口35和冷水出口36组成，集成转换管32置于水箱34中，液态气体从液态气体导入管31流入集成转换管32中，然后通过金属支管321分流，而水箱34中不断有热水注入，液态气体经过汽化器3就能及时进行气体的液气转化，由汽化器3产生的气体经输气管10供给单晶炉4使用。而单晶炉4在生产过程中产生大量的热量经单晶炉冷却装置5处理，单晶炉冷却装置5所排出热水经热水管8排入热水池6中，再由循环泵7抽出流入水箱34中，从汽化器3中流出的冷水则从冷水出口36流出，经冷水管9输入单晶炉冷却装置5中。这样就能将单晶炉冷却装置5所排出的热水用于汽化器3的液氮汽化。本发明既能满足液态气体向气态转化过程中的吸热要求，确保供气压力的稳定性，又能满足单晶炉等排热设备的循环冷却需要，实现生产过程中余热的再利用，大幅度降低能耗，节约生产成本。