一种多晶硅还原炉进气结构的制作方法

本技术涉及多晶硅生产，尤其涉及一种多晶硅还原炉进气结构。

背景技术：

1、钟罩式还原炉是采用改良西门子法制备晶体硅的核心设备，工作原理是安装在底盘上的硅芯通过电阻性发热，原料sihci3与h2以一定比例混合进入还原炉，在高温硅芯表面发生化学气相沉积反应生成晶体硅，产品硅最终以棒状的形态从还原炉采出。现有的多晶硅还原炉采用的是底部进、出气的方式，即从底盘上开设的若干个进气口(进气孔)将sihci3与h2混合气喷入还原炉，经过一系列化学反应后，反应尾气再从底盘上开设的出气口流出。如图5所示，除进、出气口外，底盘还开设有若干个电极孔。但随着多晶硅还原炉向多对棒、大型化发展，其底盘的开孔数量越来越多，导致底盘在加工和使用过程中易发生变形。同时，底盘下部电极和电缆布置密集，还敷设有若干根冷却水管，使底盘下部空间非常紧张，对绝缘和绝热也提出了更高的要求。

2、同时，随着光伏市场越来越偏向于单晶技术路线，在硅料端也要求制备出更多的多晶硅致密料。采用下出气方式的多晶硅还原炉受自身结构的限制，使还原炉上部空间的流场和热场存在不合理之处，导致硅棒上部的“爆米花”现象严重，甚至还会在气相分解时产生大量无定型硅粉，造成原料浪费，增加操作难度，影响硅棒外观和品质。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于克服现有技术中下出气方式的多晶硅生产中存在的问题，提供了一种多晶硅还原炉进气结构。

2、本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：

3、主要提供一种多晶硅还原炉进气结构，所述进气结构包括依次可拆卸连接的第一进气部、第二进气部和第三进气部，所述第一进气部的内部、第二进气部的内部以及第三进气部的内部均贯穿有内螺旋的孔结构，所述第一进气部的底部连接在还原炉的底盘上，所述第三进气部的顶部设置有连通其孔结构的出气口。

4、作为一优选项，一种多晶硅还原炉进气结构，所述第一进气部包括第一顶部内螺纹以及第一底部外螺纹，所述第二进气部包括第二顶部内螺纹以及第二底部外螺纹，所述第三进气部包括第三底部外螺纹，所述第一底部外螺纹与还原炉底盘上的进气口连接，所述第一顶部内螺纹与所述第二底部外螺纹连接，所述第二顶部内螺纹与所述第三底部外螺纹连接。

5、作为一优选项，一种多晶硅还原炉进气结构，所述出气口的直径为14mm。

6、作为一优选项，一种多晶硅还原炉进气结构，所述第一进气部、第二进气部和第三进气部中孔结构的底部直径均为24mm。

7、作为一优选项，一种多晶硅还原炉进气结构，所述第一进气部、第二进气部和第三进气部均为圆柱型结构，所述第一进气部、第二进气部和第三进气部的外径相同。

8、作为一优选项，一种多晶硅还原炉进气结构，所述第三进气部中孔结构的螺纹斜度为30°。

9、作为一优选项，一种多晶硅还原炉进气结构，所述第三进气部中孔结构的螺纹斜度为45°。

10、作为一优选项，一种多晶硅还原炉进气结构，所述第三进气部中孔结构的螺纹斜度为60°。

11、作为一优选项，一种多晶硅还原炉进气结构，包括多个第二进气部，所述第二进气部之间螺纹连接。

12、作为一优选项，一种多晶硅还原炉进气结构，所述孔结构均设置在相应进气部的中心。

13、需要进一步说明的是，上述各选项对应的技术特征在不冲突的情况下可以相互组合或替换构成新的技术方案。

14、与现有技术相比，本实用新型有益效果是：

15、(1)本实用新型通过将第一进气部、第二进气部和第三进气部的内部均设计成贯穿有内螺旋的孔结构，当sihci3与h2的混合气从第一进气部进入时，依次经过第一进气部、第二进气部和第三进气部的内螺旋结构，使得混合气具备向心力，当气体通过第三进气部顶部的出气口离开时，混合气在离心力的作用下，喷射形状为伞面状，气体分布均匀，可以均匀在硅芯表面发生反应，更好的吸附在硅芯表面，使得产品致密，可改善硅棒阴阳面产品质量相差较大的问题，同时提高sihci3与h2混合气流通性和覆盖性，提高原料的利用率，改变炉内气相温度、速度、轨迹，改善还原炉上部空间的流场和热场，提高原料的利用率，降低炉内“爆米花”现象，从而提高产出硅棒质量。

16、(2)在一个示例中，第一进气部、第二进气部和第三进气部之间可拆卸连接，可以根据实际需求，改变第二进气部的连接个数，从而可任意调节该进气结构的进气高度，具有较强的实用性。

17、(3)在一个示例中，第三进气部中孔结构的螺纹斜度可根据不同硅芯规格进行调整，通过更换第三进气部实现螺纹斜度的调整，其中硅芯越长或硅芯直径越大，采用螺纹斜度应适当增大。

技术特征：

1.一种多晶硅还原炉进气结构，其特征在于，所述进气结构包括依次可拆卸连接的第一进气部(1)、第二进气部(2)和第三进气部(3)，所述第一进气部(1)的内部、第二进气部(2)的内部以及第三进气部(3)的内部均贯穿有内螺旋的孔结构(4)，所述第一进气部(1)的底部连接在还原炉的底盘上，所述第三进气部(3)的顶部设置有连通其孔结构的出气口(31)。

2.根据权利要求1所述的一种多晶硅还原炉进气结构，其特征在于，所述第一进气部(1)包括第一顶部内螺纹(11)以及第一底部外螺纹(12)，所述第二进气部(2)包括第二顶部内螺纹(21)以及第二底部外螺纹(22)，所述第三进气部(3)包括第三底部外螺纹(32)，所述第一底部外螺纹(12)与还原炉底盘上的进气口连接，所述第一顶部内螺纹(11)与所述第二底部外螺纹(22)连接，所述第二顶部内螺纹(21)与所述第三底部外螺纹(32)连接。

3.根据权利要求1所述的一种多晶硅还原炉进气结构，其特征在于，所述出气口(31)的直径为14mm。

4.根据权利要求2所述的一种多晶硅还原炉进气结构，其特征在于，所述第一进气部(1)、第二进气部(2)和第三进气部(3)中孔结构(4)的底部直径均为24mm。

5.根据权利要求1所述的一种多晶硅还原炉进气结构，其特征在于，所述第一进气部(1)、第二进气部(2)和第三进气部(3)均为圆柱型结构，所述第一进气部(1)、第二进气部(2)和第三进气部(3)的外径相同。

6.根据权利要求1所述的一种多晶硅还原炉进气结构，其特征在于，所述第三进气部(3)中孔结构(4)的螺纹斜度为30°。

7.根据权利要求1所述的一种多晶硅还原炉进气结构，其特征在于，所述第三进气部(3)中孔结构(4)的螺纹斜度为45°。

8.根据权利要求1所述的一种多晶硅还原炉进气结构，其特征在于，所述第三进气部(3)中孔结构(4)的螺纹斜度为60°。

9.根据权利要求1所述的一种多晶硅还原炉进气结构，其特征在于，包括多个第二进气部(2)，所述第二进气部(2)之间螺纹连接。

10.根据权利要求1所述的一种多晶硅还原炉进气结构，其特征在于，所述孔结构(4)均设置在相应进气部的中心。

技术总结
本技术公开了一种多晶硅还原炉进气结构，所述进气结构包括依次可拆卸连接的第一进气部、第二进气部和第三进气部，所述第一进气部的内部、第二进气部的内部以及第三进气部的内部均贯穿有内螺旋的孔结构，所述第一进气部的底部连接在还原炉的底盘上，所述第三进气部的顶部设置有连通其孔结构的出气口。混合气在内螺旋的孔结构的离心力的作用下，气体分布均匀，可以均匀在硅芯表面发生反应，更好的吸附在硅芯表面，使得产品致密，可改善硅棒阴阳面产品质量相差较大的问题，同时提高SiHCI<subgt;3</subgt;与H<subgt;2</subgt;混合气流通性和覆盖性，提高原料的利用率，改变炉内气相温度、速度、轨迹，改善还原炉上部空间的流场和热场，提高产出硅棒质量。

技术研发人员：温生武,吉红平,刘永红,韩承明
受保护的技术使用者：青海亚洲硅业多晶硅有限公司
技术研发日：20221229
技术公布日：2024/1/12