一种烧结炉炉温控制装置及烧结炉的制作方法

1.本实用新型涉及太阳能电池技术领域，尤其涉及一种烧结炉炉温控制装置及烧结炉。


背景技术：

2.太阳能电池制造工艺中，烧结是其中必不可少的一项工序，其目的是燃尽硅片上的丝网浆料的有机组分，使浆料和硅片形成良好的欧姆接触，从而提高开路电压和短路电流并使其具有牢固的附着力和良好的可焊性。为使产品达到较高良品率，提高电池片效率，烧结炉炉温的可控调节就显得格外重要。
3.现有技术中，烧结炉炉温控制方法是垂直向烧结炉的隔热夹层内通入压缩空气，之后，压缩空气经过隔热夹层的隔热棉气孔垂直通入各加热区以达到控制炉温的效果。但因通入压缩空气方向与加热管和硅片表面为垂直角度，导致炉温波动变化增多，炉温不均衡，温度控制难度加大。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种烧结炉炉温控制装置及烧结炉，用于控制太阳能电池烧结工序中烧结炉炉温，以降低温度控制难度。
5.为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
6.一种烧结炉炉温控制装置，应用于烧结炉，包括：
7.通风管，设置有进风口和出风口，进风口位于烧结炉的炉体外面，出风口伸入烧结炉的炉体内的加热区，出风口的通风方向平行于烧结炉的加热管的长度方向。
8.与现有技术相比，上述技术方案通过将通风管的一端伸入烧结炉的炉体内的加热区，且该通风管上的出风口通风方向平行于烧结炉的加热管的长度方向，由于加热管在长度方向上会存在温度差异，因此，通过平行于加热管长度方向的通风，使温度更加均衡，所以有效地降低了炉温的波动变化，使炉温变得可调易控制。另外，由于通风方向不垂直于加热管，因此，减少了气体与加热管的直接接触，避免了直接接触冷却加热管，减少了加热管的热变化损坏。此外，通风方向不垂直于加热管，因此，也就不会垂直作用于硅片，减少了硅片的变形和损坏。
9.可选地，在上述烧结炉炉温控制装置中，通风管设置于炉体的对应加热管的长度方向的中间位置，通风管设有多个出风口，其中至少两个出风口的出风方向相反。如此设置，由于加热管通常中间温度高，两边温度低，容易形成温度差异，因此将出风口设置在加热管的长度方向的中间位置，能够将中间位置的高温传送至两边，可解决烧结炉烧结时各温区中间与两边温度偏差和温度分布不均匀的问题，以使温度更加均衡，降低炉温波动变化。
10.可选地，在上述烧结炉炉温控制装置中，出风口的位置设置在炉体的炉壁与加热管之间，且距离加热管15mm～30mm处。如此设置，增加了通入的压缩空气在温区的流动性，
从而使烧结炉炉温更加易于控制。
11.可选地，在上述烧结炉炉温控制装置中，通风管的数量可为单个或多个，多个通风管呈阵列排布。如此设置，不仅可降低炉温波动变化，还可使炉温变得更易于控制，降低温区内各位置温差。
12.可选地，在上述烧结炉炉温控制装置中，通风管材质为铝合金或不锈钢。如此设置，铝合金通风管在制造工艺上经过电镀处理，使用寿命远长于其它同类产品，不锈钢通风管可用于高温及高腐蚀环境，其内部无磨损件，使用寿命亦可达10年以上。
13.可选地，在上述烧结炉炉温控制装置中，通风管对称布置于炉体的沿垂直于加热管长度方向的四等分位置处。如此设置，可使通风管通入的压缩空气均匀流过加热管上方，均衡温区各位置温度。
14.可选地，在上述烧结炉炉温控制装置中，通风管沿垂直于加热管所在平面的方向伸入所述炉体内。如此设置，便于通风管布置，使通风管的结构更加紧凑，通风距离更短。
15.本实用新型还提供一种烧结炉，包括炉体、加热管和温控装置，加热管排布设置于炉体内，温控装置为上述烧结炉炉温控制装置。
16.与现有技术相比，该烧结炉采用了本实用新型中的烧结炉炉温控制装置，因此，具有与烧结炉炉温控制装置相同的技术效果，在此不再赘述。
17.可选地，在上述烧结炉中，炉体内设置有隔热夹层，烧结炉炉温控制装置的通风管密封穿过隔热夹层，通风管的出风口位于隔热夹层和加热管之间。如此设置，通过隔热夹层提高了烧结炉的保温隔热效果，且避免了传统方法中垂直向烧结炉隔热夹层内通入压缩空气而导致炉温波动变化增多的问题，降低了烧结炉炉温控制难度。
18.可选地，在上述烧结炉中，炉体包括堆叠设置的上炉体和下炉体，上炉体和下炉体内均设置有加热管，上炉体的上部和下炉体的下部均设置有烧结炉炉温控制装置。如此设置，进一步提升了烧结产品的效率，降低了生产成本。
附图说明
19.此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本实用新型的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
20.图1为本实用新型提供的一种烧结炉炉温控制装置在烧结炉中的上炉体截面图。
21.图2为本实用新型提供的一种烧结炉炉温控制装置在烧结炉中的炉体俯视图。
22.图3为本实用新型提供的一种烧结炉的截面图。
23.图4为本实用新型提供的一种烧结炉的上炉体的结构示意图。
24.附图标记：
25.1-热电偶；2-通风管；3-加热管；4-隔热夹层；5-上炉体；6-下炉体；7-第一通风管；8-第二通风管；9-压缩空气流动方向；21-出风口。
具体实施方式
26.为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实
施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
27.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
28.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。“若干”的含义是一个或一个以上，除非另有明确具体的限定。
29.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，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，因此不能理解为对本实用新型的限制。
30.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
31.传统的烧结炉炉温控制方法是垂直向烧结炉的隔热夹层内通入压缩空气，之后，压缩空气经过隔热夹层的隔热棉气孔垂直通入各加热区以达到控制炉温的效果。但因通入压缩空气方向与加热管和硅片表面为垂直角度，导致炉温波动变化增多，炉温不均衡，温度控制难度加大。
32.为解决上述问题，如图1所示，本实用新型公开了一种烧结炉炉温控制装置，应用于烧结炉，以下简称温控装置，其包括通风管2，通风管2设置有进风口和出风口21，进风口位于烧结炉的炉体外面，出风口21伸入烧结炉的炉体内的加热区，通风管2具有出风口21，出风口21的通风方向平行于烧结炉的加热管3的长度方向。
33.具体实施时：压缩空气经过通风管2被通入烧结炉的炉体内的加热区，再通过通风管2上的平行于烧结炉的加热管3的长度方向的出风口21流出，加热区内气体流动性达到均衡。
34.通过上述具体实施过程可知，与现有技术相比，本实用新型采用通风管2上出风口21通风方向平行于加热管3的长度方向设置的方式，保证了压缩空气流动方向9亦平行于加热管3的长度方向，由于加热管3在长度方向上会存在温度差异，因此，通过平行于加热管3长度方向的通风，使温度更加均衡，所以有效地降低了炉温的波动变化，使炉温变得可调易控制。另外，由于通风方向不垂直于加热管3，因此减少了气体与加热管3的直接接触，避免了直接接触冷却加热管3，减少了加热管3的热变化损坏。此外，通风方向不垂直于加热管3，因此，也就不会垂直作用于硅片，减少了硅片的变形和损坏。
35.进一步地，在本实施例中，通风管2设置于炉体的对应加热管3的长度方向的中间位置，通风管2设有多个出风口21，其中至少两个出风口21的出风方向相反。
36.具体实施时：压缩空气通过通风管2进入烧结炉的炉体内的加热区，由于通风管2
伸入炉体内一端的位置设置在加热管3长度方向的中间位置，故压缩空气进入加热区后平行于加热管3的长度方向向左右两边流出。
37.与现有技术相比，由于加热管3通常中间温度高，两边温度低，容易形成温度差异，因此，将出风口21设置在加热管3的长度方向的中间位置，能够将中间位置的高温传送至两边，可解决烧结炉烧结时各温区中间与左右两边温度偏差和温度分布不均匀的问题，以使温度更加均衡，降低炉温波动变化。
38.当然，通风管2也可以设置于炉体的对应加热管3的长度方向的其他位置，只要出风口21的通风方向平行于加热管3即可，只是温度均衡的效果稍差于中间布置的结构。
39.进一步地，在本实施例中，通风管2出风口21的位置设置在炉体的炉壁与加热管3之间，且与加热管3距离15mm～30mm，优选为20mm。
40.具体实施时：通风管2出风口21一端位置设置在炉体的炉壁与加热管3之间，压缩空气通入加热区，出风口21在与加热管3距离15mm～30mm处，压缩空气经过出风口21后平行于加热管3的长度方向向左右两边流出，带动加热区的气体流动。与现有技术相比，压缩空气不再垂直进入加热区，避免了对产品产生直接冲击而导致硅片弯曲甚至破裂的现象，且降低了炉温的波动变化。
41.进一步地，在本实施例中，通风管2的数量可为单个或多个，多个通风管2呈阵列排布。优选地，通风管2的数量可以为两个、三个、四个或更多个，根据加热管3的数量和温度控制需求而定，在此不做具体限定。
42.具体实施时：通风管2的数量为多个时，通风管2呈阵列排布伸入炉体内的加热区，通入烧结炉炉体内加热区的压缩空气增多。与现有技术相比，随着通风管2的数量增多，通入加热区的压缩空气随之增多，炉体内加热区温度波动变化降低，温度控制难度随之降低。
43.在本实施例中，通风管2材质可以为铝合金或不锈钢中的一种。铝合金通风管在制造工艺上经过电镀处理，使用寿命远长于其它同类产品，不锈钢通风管可用于高温及高腐蚀环境，其内部无磨损件，使用寿命亦可达10年以上。
44.进一步地，在本实施例中，通风管2对称布置于炉体的沿垂直于加热管3的长度方向的四等分位置处。
45.具体实施时：在炉体表面沿垂直于加热管3长度方向的四等分位置处伸入第一通风管7和第二通风管8，如四分之一、四分之三位置处。与现有技术相比，通过在沿垂直于加热管3长度方向的四等分位置处伸入第一通风管7、第二通风管8，保证了压缩空气均匀地被通入炉体内的加热区，从而使加热区内气体流动性达到均衡，加热区内温度变化减缓，易于控制。
46.作为优化，在本实施例中，通风管2沿垂直于加热管3所在平面的方向伸入炉体内。
47.具体实施时：通风管2伸入方向与加热管3所在平面的方向保持垂直，压缩空气沿通风管2进入炉体内加热区。与现有技术相比，如此设置便于通风管2的布置，使通风管2的结构更加紧凑，通风距离更短，压缩空气可以在最短的时间内到达加热区，提高温度控制精度。
48.当然，通风管2也可以沿平行于加热管3的方向伸入炉体内，只是通风管2的长度会增加，增加通风距离。
49.本实用新型还提供了一种烧结炉，包括炉体、加热管3和温控装置，加热管3排布设
置于炉体内，温控装置为上述烧结炉炉温控制装置。
50.具体实施时：通风管2沿垂直于加热管3所在平面的方向伸入炉体内，出风口21的通风方向平行于烧结炉的加热管3的长度方向，压缩空气流动方向9亦平行于烧结炉的加热管3的长度方向，热电偶1监测炉体内温度，在其前端靠近加热管3处设置有一挡板，该挡板避免了加热管3直接对热电偶1产生热辐射，保证了热电偶1保持较高的精度，从而有效控制炉温，提高产品烧结效率。
51.与现有技术相比，上述技术方案中通过设置温控装置即可对烧结炉的炉温进行有效控制，使硅片更好地进行烧结从而提升产品的效率与良率，且降低烧结炉加热区中间与左右两边的温度偏差。
52.进一步地，在本实施例中，炉体内设置有隔热夹层4，烧结炉炉温控制装置的通风管2密封穿过隔热夹层4，通风管2的出风口21位于隔热夹层4和加热管3之间。
53.具体实施时：在加热管3与炉体内炉壁之间设置一隔热夹层4，通风管2密封穿过隔热夹层4，出风口21位于隔热夹层4和加热管3之间。与现有技术相比，隔热夹层4将温度控制在加热区，通过隔热夹层4提高了烧结炉的保温隔热效果，且避免了传统方法中垂直向烧结炉隔热夹层4内通入压缩空气而导致炉温波动变化增多的问题，降低了烧结炉炉温控制难度。
54.进一步地，在本实施例中，炉体包括堆叠设置的上炉体5和下炉体6，上炉体5和下炉6体内均设置有加热管3，上炉体5的上部和下炉体6的下部均设置有烧结炉炉温控制装置。
55.具体实施时：烧结炉的上炉体5与下炉体6堆叠设置，且上炉体5与下炉体6内均设置有加热管3和温控装置。与现有技术相比，如此设置进一步提升了烧结产品的效率，降低了生产成本。
56.在上述实施方式的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
57.以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

技术特征：
1.一种烧结炉炉温控制装置，应用于烧结炉，其特征在于，包括：通风管，设置有进风口和出风口，所述进风口位于所述烧结炉的炉体外面，所述出风口伸入所述烧结炉的炉体内的加热区，所述出风口的通风方向平行于所述烧结炉的加热管的长度方向。2.根据权利要求1所述的烧结炉炉温控制装置，其特征在于，所述通风管设置于所述炉体的对应所述加热管的长度方向的中间位置，所述通风管设有多个出风口，其中至少两个出风口的出风方向相反。3.根据权利要求1所述的烧结炉炉温控制装置，其特征在于，所述出风口的位置设置在所述炉体的炉壁与所述加热管之间，且距离所述加热管15mm～30mm处。4.根据权利要求1所述的烧结炉炉温控制装置，其特征在于，所述通风管的数量可为单个或多个，多个所述通风管呈阵列排布。5.根据权利要求1所述的烧结炉炉温控制装置，其特征在于，所述通风管材质为铝合金或不锈钢。6.根据权利要求1所述的烧结炉炉温控制装置，其特征在于，所述通风管对称布置于所述炉体的沿垂直于所述加热管的长度方向的四等分位置处。7.根据权利要求6所述的烧结炉炉温控制装置，其特征在于，所述通风管沿垂直于所述加热管所在平面的方向伸入所述炉体内。8.一种烧结炉，包括炉体、加热管和温控装置，所述加热管排布设置于所述炉体内，其特征在于，所述温控装置为如权利要求1-7任一项所述的烧结炉炉温控制装置。9.根据权利要求8所述的烧结炉，其特征在于，所述炉体内设置有隔热夹层，所述烧结炉炉温控制装置的通风管密封穿过所述隔热夹层，所述通风管的出风口位于所述隔热夹层和所述加热管之间。10.根据权利要求8所述的烧结炉，其特征在于，所述炉体包括堆叠设置的上炉体和下炉体，所述上炉体和所述下炉体内均设置有所述加热管，所述上炉体的上部和所述下炉体的下部均设置有所述烧结炉炉温控制装置。

技术总结
本实用新型公开一种烧结炉炉温控制装置及烧结炉，涉及太阳能电池技术领域，以解决炉温波动变化剧烈，炉温不均衡，温度控制难度大的问题。烧结炉炉温控制装置，应用于烧结炉，包括：通风管，设置有进风口和出风口，所述进风口位于所述烧结炉的炉体外面，所述出风口伸入所述烧结炉的炉体内的加热区，所述出风口的通风方向平行于所述烧结炉的加热管的长度方向。通过平行于加热管长度方向的通风，使温度更加均衡，且避免了直接接触冷却加热管，另也就不会垂直作用于硅片，减少了硅片的变形和损坏。本实用新型还提供一种烧结炉，包括上述技术方案所提的烧结炉炉温控制装置以及炉体、加热管。所提的烧结炉炉温控制装置以及炉体、加热管。所提的烧结炉炉温控制装置以及炉体、加热管。


技术研发人员：杨小刚 豆维江 郭平均 仲春华 王建波 吕歌翔 吕俊
受保护的技术使用者：西安隆基乐叶光伏科技有限公司
技术研发日：2021.11.16
技术公布日：2022/5/25