一种新型进、出气结构的多晶硅还原炉的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种新型进、出气结构的多晶硅还原炉，其包括顶部进气管，底部进气管，底盘，封头，进气小管，炉体，夹套，夹套进水管，夹套出水管，底盘进水管，底盘出水管，硅芯，出气管等。其中，通过顶部进气管和底部进气管通入按一定比例混合的提纯三氯氢硅和氢气气体，底部进气管的气体经进气小管分散进入炉体内，与此同时，夹套进水管和底盘进水管通入冷却水对还原炉进行降温。此种结构较传统的“下进下出”的进、出气结构在气体流场方面更加均匀，也改善了传统结构由于炉体中心温度较高影响硅棒生长的情况，同时提高了能量利用效率，降低了能耗。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种用西门子法生成多晶硅的还原炉，特别是一种新型进、出气 结构的多晶硅还原炉，属于太阳能光伏能源【技术领域】。 一种新型进、出气结构的多晶硅还原炉
【背景技术】
[0002] 近几年来，全球面临着愈加严重的能源短缺和生态环境恶化压力，如何在提高多 晶硅的产量同时降低能耗成为一项重要的课题。目前，国内外在多晶硅生产中主要运用的 工艺方法是"西门子改良法"，用提纯后的高纯三氯氢硅与氢气按一定比例混合后通入炉 体，在一定温度和压力下发生复杂的化学沉积反应，反应温度控制在1080°C左右，最终制备 多晶硅产品。传统的多晶硅设备通常采用提高炉体容积增加硅芯数量的方法来提高多晶硅 产量，降低能耗比，此种方法虽然有效，但提高幅度较小，因此亟需一种新型的能够显著降 低能耗、提高能源利用率的方法，而采用改良进、出气结构的方法，则不仅可以大幅度提高 多晶硅的产量，而且可以显著地降低能耗。 实用新型内容
[0003] 本实用新型要解决的技术问题是提供一种新型进、出气结构节能型多晶硅还原 炉，能够克服能耗较高的问题，实现能源的高效利用，提高还原炉的多晶硅产量，节能降耗， 降低生产成本，提高设备安全性和稳定性。
[0004] 为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种新型进、出气结构的多晶硅还原 炉，其包括顶部进气管，底部进气管，底盘，封头，进气小管，炉体，夹套，目视镜，导流板，夹 套进水管，夹套出水管，底盘进水管，底盘出水管，硅芯，排渣口，出气管，出气口等。所述顶 部进气管通过封头进入炉体内；所述底部进气管与进气小管连接，所述进气小管通过底盘 进入炉体内；所述顶部进气管的结构形式可以是直管，开孔，弯头等多种形式；所述底部进 气管通过更细的进气小管通入炉体内部，进气小管数目可以为3个或3个以上，每个进气小 管与周围硅芯呈六边形等距分布；所述硅芯在炉体内等距排布，可以为18对，24对，36对， 48对等。
[0005] 本实用新型的多晶硅还原炉采用了顶部和底部同时进气的方式，顶部进气的进气 管结构可以采用圆柱管直接进气，也可以是采用气体分布器方式进气。此种进、出气结构较 传统的"下进下出"的进、出气结构优点在于：第一，气体在还原炉内的气体流场分布更加均 匀，有利于气体反应生成硅棒，可以大幅提高硅棒生长效率；第二，气体通过上下进气口的 对流，有利于气体在还原炉内的流动，对于降低还原炉内部温度，提高硅棒生长速率十分有 利；第三，还原炉每批次产量较现在多晶硅还原炉有大幅增加，同时电耗大幅降低，降低了 能源消耗。
【专利附图】
【附图说明】
[0006] 图1是本实用新型进、出气结构多晶硅还原炉结构图。
[0007] 图2是进气小管分布图。
[0008] 图中：1顶部进气管，2夹套出水管，3封头，4硅芯，5炉体，6夹套，7目视镜，8导 流板，9夹套进水管，10底盘，11排渣口，12底盘出水管，13底盘进水管，14出气管，15底部 进气管，16出气口，17进气小管。
【具体实施方式】
[0009] 下面结合图1和具体实施例对本实用新型作进一步说明，以使本领域的技术人员 可以更好的理解本实用新型并能予以实施，但所举实施例不作为对本实用新型的限定。 [0010] 如图1所示，本实用新型的一种新型进、出气结构的多晶硅还原炉的实施例中，其 包括顶部进气管1，底部进气管15,底盘10,封头3,进气小管17,炉体5,夹套6,目视镜7， 导流板8,夹套进水管9,夹套出水管2,底盘进水管13,底盘出水管12,硅芯4,排渣口 11，出 气管14等。
[0011] 在本实施例中，顶部进气管1采用圆柱管直接进气方式进行说明。顶部进气管1与 底部进气管15同时通入按一定比例混合的高纯三氯氢硅与氢气，底部进气管15与更细的 进气小管17连接，进气小管17通过底盘10进入炉体5内，通入底部进气管15的气体通过 进气小管17进入炉体内；与此同时，打开冷却水阀使冷却水进入底盘进水管13和夹套进水 管9开始对炉体5和封头3降温，底盘冷却水通过底盘出水管12流出底盘10,炉体5和封 头3则由夹套进水管9通入冷却水而后经螺旋形导流板8经夹套出水管2流出。此例中， 气体通入炉体循环一定时间后，气体在炉体内分布均匀，温度场开始分布均匀，气体则通过 底盘上的若干个出气口 16由出气管14排出炉体，在此过程中气体通过化学反应开始在硅 芯4上沉积生长，过程中可以通过目视镜7对硅棒生长情况进行观察，生长结束之后的硅粉 废渣通过排渣口 11排出炉体。
[0012] 在本实施例中，采用顶部与底部进气结构可以提高炉体内气体流动性，改善中心 区域温度，上述结构设计的多晶硅还原炉具有硅棒生长更加均匀，多晶硅沉积率高，硅棒生 长速率快，能耗低，节约用水用电等优点。
[0013] 以上所述实施例仅是为充分说明本实用新型而所举的实施例之一，本实用新型的 保护范围不限于此。本【技术领域】的技术人员在本实用新型基础上所作的等同替代或变换， 均在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1. 一种新型进、出气结构的多晶硅还原炉，包括顶部进气管（1)，底部进气管（15)，底 盘（10)，封头（3)，进气小管（17)，炉体（5)，夹套（6)，目视镜（7)，导流板（8)，夹套进水管 (9)，夹套出水管（2)，底盘进水管（13)，底盘出水管（12)，硅芯（4)，排渣口（11)，出气管 (14)，出气口（16)，其特征在于： 所述顶部进气管（1)通过封头（3)进入炉体（5)内； 所述底部进气管（15)与进气小管（17)连接，所述进气小管（17)通过底盘（10)进入 炉体（5)内。
2. 根据权利要求1所述的一种新型进、出气结构的多晶硅还原炉，其特征在于，所述进 气小管（17)的数目为3个或3个以上，每个进气小管（17)与周围硅芯（4)呈六边形等距 分布。
3. 根据权利要求1所述的一种新型进、出气结构的多晶硅还原炉，其特征在于，所述硅 芯⑷在炉体内等距排布，为18对，24对，36对或48对。
【文档编号】C01B33/035GK203904000SQ201420221899
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2014年5月4日 优先权日:2014年5月4日
【发明者】马宁, 茅陆荣, 张华芹, 程佳彪 申请人:上海森松化工成套装备有限公司