专利名称：多晶硅还原炉的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种多晶硅还原炉，尤其涉及一种新型36对棒的多晶硅还原炉，属太阳能光伏领域。
背景技术：
目前，国内外生产多晶硅的主要工艺技术是“西门子改良法”用提纯后的高纯三氯氢硅与氢气按比例混合后，在一定的温度和压力下通入多晶硅还原炉内，在通电高温硅芯上进行沉积反应生成多晶硅，反应温度控制在1080摄氏度左右，最终生成棒状多晶硅产
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ΡΠ O目前采用“西门子改良法”生产多晶硅的主要设备为12对棒、18对棒、M对棒还原炉，由于还原炉内硅芯表面反应温度高达1080摄氏度左右，而设备材质耐受温度有限， 故需要用夹套水对设备进行冷却，但是12对棒、18对棒、M对棒还原炉的设备直径较小，热能利用率还不是很高，生产多晶硅耗电量较大，生产成本较高。
发明内容
本发明提供的多晶硅还原炉，能够提高单台还原炉产量，通过改善电极排布方式提高对炉内能量的利用率，降低生产多晶硅的电耗。本发明主要通过以下技术方案实现多晶硅还原炉，包括炉体和底盘、混合气进气管、混合气出气管及硅棒，所述底盘上设有电极，所述电极以正多边形方式排列，所述电极上连接有所述硅棒。作为本发明的一种优选方案，所述电极为36对(即72根)。作为本发明的一种优选方案，所述电极为正三角形排列方式，或者正方形排列方式，或者正六边形排列方式。作为本发明的一种优选方案，所述电极的正多边形均与相邻的正多边形共用一条边。作为本发明的一种优选方案，当所述电极为正三角形排布时，所述混合气进气管之间按正六边形方式排布在所述的底盘上；当所述电极为正方形排布时，所述混合气进气管之间按正方形方式排布在所述的底盘上；当所述电极为正六边形排布时，所述混合气进气管之间按正三角形方式排布在所述的底盘上，且所述混合气进气管位于由所述电极组成的正多边形的中心。作为本发明的一种优选方案，所述混合气出气管按同心圆方式均勻分布在所述底
In O作为本发明的一种优选方案，所述炉体为钟罩式双层炉体。作为本发明的一种优选方案，所述钟罩式双层炉体的炉筒与夹套之间上焊接有螺旋形的导流板，所述导流板与所述夹套和所述炉筒形成螺旋形的流道。作为本发明的一种优选方案，所述炉体罩在底盘之上，所述炉体上设置有炉体冷
3却水进水管和炉体冷却水出水管。作为本发明的一种优选方案，所述炉体冷却水进水管和炉体冷却水出水管位于螺旋形流道的两端。作为本发明的一种优选方案，所述底盘上设置底盘冷却水进水管和底盘冷却水出水管。本发明多晶硅还原炉，因混合气进气管均设置在由电极组成的正多边形的中心， 使得工艺气体能够均勻的扩散到位于多边形顶点的硅棒表面上。混合气进气管之间按正多边形方式排列，使得从各个方向上扩散到硅棒表面的气场很均勻。电极采用正多边形分布， 各电极之间互相辐射的能量基本持平，硅棒之间互相吸收散失的能量，硅棒的温度更容易得到维持与控制。由于硅棒互相吸收热辐射，平均每根硅棒被炉体内表面吸收的热辐射大大减少，由于电极数量增加到36对，单台还原炉的产量也大幅度提升。每公斤多晶硅的电耗大大降低，多晶硅的综合生产成本和能耗也相应降低。
图1是本发明多晶硅还原炉的结构示意图。图2是本发明多晶硅还原炉的电极采用正三角形排布方式的示意图。图3是本发明多晶硅还原炉的电极采用正方形排布方式的示意图。图4是本发明多晶硅还原炉的电极采用正六边形排布方式的示意图。附图标记1.底盘，2.炉体，3.电极，4.混合气进气管，5.混合气出气管，6.炉体冷却水进水管，7.炉体冷却水出水管，8.底盘冷却水进水管，9.底盘冷却水出水管，10.夹套，11.导流板，12.硅棒。
具体实施例方式下面结合附图对本发明多晶硅还原炉做进一步详细介绍。实施例1
如图ι所示，本发明包括底盘1、炉体2、电极3、混合气进气管4、混合气出气管5、炉体冷却水进水管6、炉体冷却水出水管7、底盘冷却水进水管8、底盘冷却水出水管9、夹套10、 导流板11、及硅棒12，电极3为三十六对(即72根)，电极3上连接有用于导电并沉积多晶硅的硅棒12。请结合图2，三十六对电极3以数个正三角形方式紧密排布在底盘1上，任意正三角形均与相邻的正三角形共用一条边。混合气进气管4之间按正六边形方式排布在底盘1 上，且位于由电极3组成的正三角形的中心；混合气出气管5按同心圆方式均勻分布在底盘 1上。底盘1上还设置有底盘冷却水进水管8和底盘冷却水出水管9，以导入冷却水对底盘1表面进行冷却。炉体2罩在底盘1上，炉体2上的炉筒与夹套11之间焊接有螺旋形的导流板10，三者之间形成螺旋形的流道，炉体冷却水进水管6和炉体冷却水出水管7向流道中导入冷却水对炉体进行冷却。实施例2
请结合图1、图3，三十六对电极3以数个正方形方式紧密排布在底盘1上，任意正方形均与相邻的正方形共用一条边。混合气进气管4之间按正方形方式排布在底盘1上，且位于由电极3组成的正方形的中心；混合气出气管5按同心圆方式均勻分布在底盘1上。实施例3
请结合图1、图3，三十六对电极3以数个正六边形方式紧密排布在底盘1上，任意正六边形均与相邻的正六边形共用一条边。混合气进气管4之间按正三角形方式排布在底盘1 上，且位于由电极3组成的正六边形的中心；混合气出气管5按同心圆方式均勻分布在底盘 1上。本发明的工作过程是混合气体从混合气进气管4进入炉内，由于其位于电极3组成的正多边形的中心，混合气体均勻的扩散到位于多边形顶点的硅棒12表面上，混合气体在硅棒12表面反应生成多晶硅后，从混合气体出气管5离开炉体2。由于电极3与混合气进气管4的均勻正多边形排布使得炉内气场均勻，电极3数量增多至36对，以提升单炉产量以及硅棒10之间互相吸收热辐射，有效降低多晶硅的综合生产成本和能耗。
权利要求
1.多晶硅还原炉，包括炉体和底盘、混合气进气管、混合气出气管及硅棒，其特征在于， 所述底盘上设有电极，所述电极以正多边形方式排列，所述电极上连接有所述硅棒。
2.根据权利要求1所述的多晶硅还原炉，其特征在于，所述电极为36对。
3.根据权利要求1所述的36对棒多晶硅还原炉，其特征在于，所述电极为正三角形排列方式，或者正方形排列方式，或者正六边形排列方式。
4.根据权利要求1所述的多晶硅还原炉，其特征在于，所述电极的正多边形均与相邻的正多边形共用一条边。
5.根据权利要求3所述的多晶硅还原炉，其特征在于，当所述电极为正三角形排布时， 所述混合气进气管之间按正六边形方式排布在所述的底盘上；当所述电极为正方形排布时，所述混合气进气管之间按正方形方式排布在所述的底盘上；当所述电极为正六边形排布时，所述混合气进气管之间按正三角形方式排布在所述的底盘上，且所述混合气进气管位于由所述电极组成的正多边形的中心。
6.根据权利要求1所述的多晶硅还原炉，其特征在于，所述混合气出气管按同心圆方式均勻分布在所述底盘上。
7.根据权利要求1所述的多晶硅还原炉，其特征在于，所述炉体为钟罩式双层炉体。
8.根据权利要求7所述的多晶硅还原炉，其特征在于，所述钟罩式双层炉体上的炉筒与夹套之间焊接有螺旋形的导流板，所述导流板、所述夹套及所述炉筒之间形成螺旋形的流道。
9.根据权利要求1所述的多晶硅还原炉，其特征在于，所述炉体罩在底盘之上，所述炉体上设置有炉体冷却水进水管和炉体冷却水出水管。
10.根据权利要求7所述的多晶硅还原炉，其特征在于，所述炉体罩在底盘之上，所述炉体上设置有炉体冷却水进水管和炉体冷却水出水管。
11.根据权利要求10所述的多晶硅还原炉，其特征在于，所述炉体冷却水进水管和炉体冷却水出水管位于螺旋形流道的两端。
12.根据权利要求1所述的多晶硅还原炉，其特征在于，所述底盘上设置底盘冷却水进水管和底盘冷却水出水管。
全文摘要
本发明多晶硅还原炉，主要由底盘、炉体、电极、混合气进气管、混合气出气管、炉体冷却水进水管、炉体冷却水出水管、底盘冷却水进水管、底盘冷却水出水管及硅棒组成。本发明因混合气进气管均设置在由电极组成的正多边形的中心，使得工艺气体能够均匀的扩散到位于多边形顶点的硅棒表面上。电极采用正多边形分布，各电极之间互相辐射的能量基本持平，硅棒之间互相吸收散失的能量，硅棒的温度更容易得到维持与控制。由于硅棒互相吸收热辐射，平均每根硅棒被炉体内表面吸收的热辐射大大减少，由于电极数量增加到36对，单台还原炉的产量也大幅度提升。每公斤多晶硅的电耗大大降低，多晶硅的综合生产成本和能耗也相应降低。
文档编号C01B33/035GK102249241SQ201110158979
公开日2011年11月23日 申请日期2011年6月14日 优先权日2011年6月14日
发明者吴海龙, 周积卫, 张华芹, 程佳彪, 茅陆荣, 黄小华 申请人:上海森松新能源设备有限公司