專利名稱:新型還原爐噴嘴的制作方法
技術領域:
本實用新型涉及一種新型還原爐噴嘴。
背景技術:
在用西門子法生產(chǎn)多晶硅的過程中,還原爐是主要設備,混合氣還原反應生成多 晶硅,在還原爐里進行。還原爐混合氣進氣噴嘴是一個很關鍵的組成部分。還原爐內(nèi)混合 氣的合理分布、氣體流速,硅棒表面溫度等對多晶硅的生長速度和產(chǎn)品外觀質量有很大的影響。對于傳統(tǒng)的多對棒還原爐,硅棒雙層排列,還原爐內(nèi)底盤中心有一個進混合氣的 噴嘴和排氣孔,這種噴嘴形式比較適應硅棒單圈排列的小還原爐?;旌蠚鈴牡妆P中心口噴 出,氣體射至爐頂,沿爐壁而下,回流至中心排氣孔。雙層硅棒的還原爐用單口噴嘴,爐內(nèi)氣 流和熱場分布嚴重不均勻,氣流速度內(nèi)外層大,夾層中小,硅棒溫度內(nèi)外低,夾層中高。當硅 棒直徑較小時,爐內(nèi)硅棒之間的間隙大,熱輻射小,混合氣流動性好,溫度適中,硅棒生長情 況比較理想,硅棒表面較平整。隨著硅棒直徑增粗,熱輻射增強,內(nèi)外二層硅棒之間的距離 縮小,夾層熱量不易散發(fā),溫度偏高,生長硅棒的表面粗糙;而靠近爐壁部分,由于爐壁溫度 低,使這部分的硅棒表面溫度相對較低,沉積速度慢。因為溫度分布不均勻,導致成品硅棒 嚴重偏心。
實用新型內(nèi)容本實用新型所要解決的技術問題是提供一種新型還原爐噴嘴,采用該噴嘴的還原 爐,能有效改善還原爐中內(nèi)外圈硅棒之間溫度過高,混合氣流速偏小的缺點,使多晶硅生長 更均勻,整體沉積速度更快。本實用新型解決上述問題所采用的技術方案是新型還原爐噴嘴,主要由分配器、 連管、噴口構成,所述分配器與還原爐混合氣進氣口位于還原爐爐體內(nèi)的末端接通,分配器 上具有若干根與分配器接通的連管,連管的末端具有與連管接通的噴口。所述連管與分配器為螺紋可拆卸連接。所述噴口與連管為螺紋可拆卸連接。所述噴口均布在內(nèi)圈硅棒和外圈硅棒之間,且各噴口的截面積相同。所述噴口處設有調(diào)節(jié)噴口混合氣噴出方向的調(diào)節(jié)結構。綜上所述,本實用新型的有益效果是本實用新型的還原爐噴嘴不用改造還原爐 底盤,就把中心單一噴口改成內(nèi)外二圈硅棒之間,均布6 10個噴口的形式,節(jié)省了時間 和費用。噴口到還原爐底盤中心的距離300 600mm,每個噴口的截面積相同,噴口的方向 可以在180°范圍內(nèi)調(diào)整,保證了各噴口噴出混合氣的流量、氣流速度相同;還可以根據(jù)需 要,組織爐內(nèi)混合氣的環(huán)流模式,合理分布爐內(nèi)混合氣,增強混合氣的攏動,降低夾層之間 的溫度,提高沉積速度,使多晶硅產(chǎn)品外觀平整,噴嘴可拆卸,方便維修和根據(jù)工藝需要調(diào) 整。新型還原爐噴嘴內(nèi)部有流動的混合氣冷卻,降低了使用材料的要求,可以用石墨、陶瓷、不銹鋼等材料。
圖1是本實用新型的結構示意圖;圖2是本實用新型在還原爐底盤上的分布示意圖;圖3是本實用新型在還原爐內(nèi)的結構示意圖。附圖中標記及相應的零部件名稱1-內(nèi)圈硅棒,2-還原爐爐體,3-外圈硅棒,4-新 型還原爐噴嘴,5-還原爐底盤,6-還原爐混合氣進氣口,7-還原尾氣出口,8-噴口,9-連管, 10-分配器,11-混合氣。
具體實施方式
下面結合實施例及附圖,對本實用新型作進一步的詳細說明,但本實用新型的實 施方式不限于此。參見圖1至圖3所示,本實用新型的新型還原爐噴嘴主要由分配器10、連管9、噴 口 8構成,噴口 8用螺紋固定在連管9上,連管9用螺紋固定在分配器10上,多個連管9固 定在一個分配器10上,組裝成新型還原爐噴嘴,新型還原爐噴嘴4用螺紋固定在還原爐混 合氣進氣口 6上,混合氣11可以從還原爐混合氣進氣口 6進入分配器10,經(jīng)過連管9從多 個噴口 8的上部噴出,通過將連管制成不同的長度,即通過調(diào)節(jié)連管的長度可以使得噴口 位于內(nèi)外二圈硅棒之間;多個噴口 8均布在內(nèi)圈硅棒1和外圈硅棒3的中間,每個噴口 8的 截面積相同,從而保證了各噴口 8在相同壓力下噴出混合氣的流量、速度相同,噴口 8的數(shù) 量可以根據(jù)需要決定。由于還原爐內(nèi)混合氣分布和內(nèi)圈硅棒1、外圈硅棒3的表面溫度,是 生長大直徑多晶硅棒的突出問題,直接影響每個部位的沉積速率,影響內(nèi)圈硅棒1和外圈 硅棒3直徑均勻性和表面平整,新型還原爐噴嘴4工作時,混合氣11以一定的速度和流量 從多個噴口 8噴出,在噴口 8附近就產(chǎn)生低壓區(qū),周圍的混合氣會流向低壓區(qū),與噴口 8噴 出的低溫混合氣一起噴向爐頂,從中心和爐壁向下流動,形成二個環(huán)流,起著強烈的攪拌和 降溫作用,在內(nèi)圈硅棒1和外圈硅棒3的生長初期,硅棒細,相互之間熱輻射影響小,溫度較 均勻,混合氣流量和速度不大,新型還原爐噴嘴4的作用不明顯;隨著硅棒直徑增大,混合 氣的流量增加,環(huán)流的攪拌和降溫作用增強,新型還原爐噴嘴4作用明顯,有效降低了內(nèi)圈 硅棒1、外圈硅棒3之間的溫度,改善了還原爐爐體2內(nèi)熱場分布,從而保證在大直徑時也可 以獲得直徑均勻、外觀致密的多晶硅。將噴嘴4設計成可拆卸式,用石墨、陶瓷或不銹鋼制 作,這樣不僅可以耐高溫,還可以根據(jù)生產(chǎn)和供應情況,調(diào)整噴口 8方向,更換噴嘴4和選用 材料。如上所述,便可較好的實現(xiàn)本實用新型。
權利要求新型還原爐噴嘴,其特征在于,包括分配器(10)、連管(9)、噴口(8),所述分配器(10)與還原爐混合氣進氣口(6)位于還原爐爐體(2)內(nèi)的末端接通,分配器(10)上具有若干根與分配器(10)接通的連管(9),連管(9)的末端具有與連管接通的噴口(8)。
2.根據(jù)權利要求1所述的新型還原爐噴嘴,其特征在于,所述連管(9)與分配器(10) 為螺紋可拆卸連接。
3.根據(jù)權利要求1所述的新型還原爐噴嘴,其特征在于,所述噴口(8)與連管(9)為螺 紋可拆卸連接。
4.根據(jù)權利要求1所述的新型還原爐噴嘴,其特征在于,所述噴口(8)均布在內(nèi)圈硅棒 (1)和外圈硅棒(3)之間,且各噴口的截面積相同。
5.根據(jù)權利要求1所述的新型還原爐噴嘴,其特征在于,所述噴口(8)處設有調(diào)節(jié)噴口 (8)混合氣噴出方向的調(diào)節(jié)結構。
專利摘要本實用新型公開了一種新型還原爐噴嘴。該新型還原爐噴嘴主要由分配器、連管、噴口構成,所述分配器與還原爐混合氣進氣口位于還原爐爐體內(nèi)的末端接通,分配器上具有若干根與分配器接通的連管,連管的末端具有與連管接通的噴口。本實用新型的還原爐噴嘴不用改造還原爐底盤,就把中心單一噴口改成內(nèi)外二圈硅棒之間,均布6~10個噴口的形式,節(jié)省了時間和費用。每個噴口的截面積相同,噴口的方向可以在180°范圍內(nèi)調(diào)整,保證了各噴口噴出混合氣的流量、氣流速度相同;還可以根據(jù)需要,組織爐內(nèi)混合氣的環(huán)流模式,合理分布爐內(nèi)混合氣,增強混合氣的攏動,降低夾層之間的溫度,提高沉積速度,使多晶硅產(chǎn)品外觀平整,噴嘴可拆卸,方便維修和根據(jù)工藝需要調(diào)整。
文檔編號C30B29/06GK201722158SQ20102017862
公開日2011年1月26日 申請日期2010年5月4日 優(yōu)先權日2010年5月4日
發(fā)明者凌育雄, 卞建剛, 楊家懷, 樓繼良 申請人:雅安永旺硅業(yè)有限公司