CN201473328U - 多晶硅氢还原炉尾气出口结构 - Google Patents
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Abstract
一种多晶硅氢还原炉尾气出口结构，由还原炉上底板和还原炉下底板构成，上底板与下底板之间设置有冷却水腔，底盘中设置有复数个电极和气体进口，电极、气体进口分别分布在两个以上数目的同心圆周上，底盘中心设置有中心尾气出口，底盘中最外圈沿圆周方向设置有数个周边尾气出口，周边尾气出口的截面积相同。本实用新型保证了各尾气出口在相同压力下流量、流速相同，解决了多晶硅氢还原炉因炉内物料、温度分布不均匀而带来的硅棒沉积率低、生长不均匀的问题，而且尾气出还原炉时被有效、均匀的分流，不会导致尾气出口附近出现较大压差及扰流情况，从而减少大型还原炉倒棒情况。尾气出口与底盘冷却进水口均形成套管结构，能有效降低尾气出口处温度。
Description
技术领域：
本实用新型涉及化工领域，尤其涉及多晶硅制造技术，特别涉及多晶硅氢还原炉，具体的是一种多晶硅氢还原炉尾气出口结构。
背景技术：
多晶硅氢还原炉是生产多晶硅的主要设备，还原炉尾气出口是多晶硅氢还原炉的极其重要的组成元件，其尺寸大小、数量及分布方式对硅棒的生长和沉积有着重大影响。现有的9对棒、12对棒及18对棒等小型还原炉均采用一个尾气出口，而且尾气出口位于设备中心，这种布置在设备直径较小时对还原炉的内部流场影响不大，但当设备直径较大时就会对还原炉的内部流场产生很大的影响，而且会在尾气出口处形成较大的压力差，从而影响沉积的均匀性和硅棒温度的一致性，使得温度及流量很难控制，最终影响沉积速率及沉积效果。
发明内容：
本实用新型的目的在于提供一种多晶硅氢还原炉尾气出口结构，所述的这种多晶硅氢还原炉尾气出口结构要解决现有技术中多晶硅氢还原炉因炉内物料、温度等分布不均匀而带来的沉积速率低、硅棒生长不均匀的问题，并要解决大直径还原炉单个尾气出口导致气流扰动而出现倒棒现象的技术问题。
本实用新型的这种多晶硅氢还原炉尾气出口结构由还原炉上底板和还原炉下底板构成，所述的还原炉上底板设置在还原炉下底板的上方，还原炉上底板与还原炉下底板之间设置有冷却水腔，还原炉底盘中设置有复数个电极和气体进口，所述的电极分布在两个以上数目的同心圆周上，所述的气体进口分布在两个以上数目的同心圆周上，电极所在的任意一个圆周与气体进口所在的任意一个圆周均共圆心，还原炉底盘中心设置有一个中心尾气出口，所述的中心尾气出口与上述的所有圆周共圆心，其中，还原炉底盘中沿圆周方向均匀设置有两个以上数目的周边尾气出口，所述的周边尾气出口所在的圆周与电极所在的圆周共圆心，周边尾气出口所在的圆周的半径大于电极所在的最大圆周的半径，所述的中心尾气出口和任意一个周边尾气出口下方的还原炉下底板中均各自设置有一个冷却水流通孔，任意一个所述的冷却水流通孔的直径均大于其上方的中心尾气出口或者周边尾气出口的直径，任意一个冷却水流通孔中均各自向下连接有一个底盘冷却水直管，中心尾气出口和任意一个周边尾气出口中均各自连接有一个尾气出口厚壁管，任意一个所述的尾气出口厚壁管均各自向下延伸并穿越还原炉下底板中的冷却水流通孔，任意一个尾气出口厚壁管的下端均各自在轴向上连接有一个气体出口直管，尾气出口厚壁管的外壁与冷却水流通孔的内壁之间设置有间隙，气体出口直管的外壁与底盘冷却水直管的内壁之间均设置有间隙。
进一步的，任意一个冷却水流通孔与底盘冷却水直管之间均各自通过一个锥形管在轴向上连接。
进一步的，中心尾气出口和周边尾气出口的数目之和与电极总数之比为1∶9、或者1∶12、或者1∶18、或者1∶24。
进一步的，中心尾气出口和周边尾气出口的截面数目之和大于气体进口的截面积之和。
进一步的，周边尾气出口的截面积均相等。
本实用新型的工作原理是：中心尾气出口设置在多晶硅氢还原炉底盘中心，两个以上数目的周边尾气出口设置在还原炉底盘的最外圈，每个尾气出口的截面积相同，并与底盘硅芯棒圈成同心圆均匀布置，从而保证了各尾气出口在相同压力下流量、流速相同，这样就解决了多晶硅氢还原炉因炉内物料、温度分布不均匀而带来的硅棒沉积率低、生长不均匀的问题。而还原炉内物料成分分布是否均匀是生长大直径多晶硅棒的关键因素。当硅棒达到一定数量时，采用单个中心尾气出口结构会在出口附近产生低压区，周围的物料就会流向低压区，强烈的干扰还原炉进口喷出的物流。采用周边多个尾气结构就可以有效地解决这个问题，保证了大直径还原炉也可以获得较高的沉积速率。
本实用新型采用多个尾气出口，使得尾气出还原炉时被有效、均匀的分流，不会导致尾气出口附近出现较大压差及扰流情况，从而减少大型还原炉倒棒情况。
由于还原炉在生产过程中，炉内温度很高，特别是尾气出口部分的温度高达500℃～600℃，因此任意一个尾气出口与还原炉底盘冷却进水口均形成套管结构，能有效降低尾气出口处温度，同时尾气出口管材质可选择耐高温材料，如耐高温不锈钢或耐高温镍基材料。
底盘进水口采用喇叭口形式，可有效保证套管部分的水流截面积一致，增加传热效果。
本实用新型和已有技术相比，其效果是积极和明显的。本实用新型在还原炉底盘的最外圈设置了两个以上数目的周边尾气出口，每个尾气出口的截面积相同，并与底盘硅芯棒圈成同心圆均匀布置，从而保证了各尾气出口在相同压力下流量、流速相同，解决了多晶硅氢还原炉因炉内物料、温度分布不均匀而带来的硅棒沉积率低、生长不均匀的问题，而且尾气出还原炉时被有效、均匀的分流，不会导致尾气出口附近出现较大压差及扰流情况，从而减少大型还原炉倒棒情况。尾气出口与还原炉底盘冷却进水口均形成套管结构，能有效降低尾气出口处温度。
附图说明：
图1是本实用新型的多晶硅氢还原炉尾气出口结构中的还原炉底盘的俯视图的示意图。
图2是本实用新型的多晶硅氢还原炉尾气出口结构的结构示意图。
具体实施方式：
实施例1：
如图1和图2所示，本实用新型的多晶硅氢还原炉尾气出口结构，由由还原炉底盘9和还原炉下底板8构成，所述的还原炉底盘9设置在还原炉下底板8的上方，还原炉底盘9与还原炉下底板8之间设置有冷却水腔，还原炉底盘9中设置有复数个电极5和气体进口4，所述的电极5分布在两个以上数目的同心圆周上，所述的气体进口4分布在两个以上数目的同心圆周上，电极5所在的任意一个圆周与气体进口4所在的任意一个圆周均共圆心，还原炉底盘9中心设置有一个中心尾气出口3，所述的中心尾气出口3与上述的所有圆周共圆心，其中，还原炉底盘9中沿圆周方向均匀设置有两个以上数目的周边尾气出口2，所述的周边尾气出口2所在的圆周与电极5所在的圆周共圆心，周边尾气出口2所在的圆周的半径大于电极5所在的最大圆周的半径，所述的中心尾气出口3和任意一个周边尾气出口2下方的还原炉下底板8中均各自设置有一个冷却水流通孔，任意一个所述的冷却水流通孔的直径均大于其上方的中心尾气出口3或者周边尾气出口2的直径，任意一个冷却水流通孔中均各自向下连接有一个底盘冷却水直管6，中心尾气出口3和任意一个周边尾气出口2中均各自连接有一个尾气出口厚壁管10，任意一个所述的尾气出口厚壁管10均各自向下延伸并穿越还原炉下底板8中的冷却水流通孔，任意一个尾气出口厚壁管10的下端均各自在轴向上连接有一个气体出口直管11，尾气出口厚壁管10的外壁与冷却水流通孔的内壁之间设置有间隙，气体出口直管11的外壁与底盘冷却水直管6的内壁之间均设置有间隙。
进一步的，任意一个冷却水流通孔与底盘冷却水直管6之间均各自通过一个锥形管7在轴向上连接。
进一步的，中心尾气出口3和周边尾气出口2的数目之和与电极5总数之比为1∶9、或者1∶12、或者1∶28、或者1∶24。
进一步的，中心尾气出口3和周边尾气出口2的截面数目之和大于气体进口4的截面积之和。
进一步的，周边尾气出口2的截面积均相等。
本实施例的工作过程是：中心尾气出口3设置在多晶硅氢还原炉底盘9中心，两个以上数目的周边尾气出口2设置在还原炉底盘9的最外圈，每个尾气出口的截面积相同，并与底盘硅芯棒圈成同心圆均匀布置，从而保证了各尾气出口在相同压力下流量、流速相同，这样就解决了多晶硅氢还原炉因炉内物料、温度分布不均匀而带来的硅棒沉积率低、生长不均匀的问题。而还原炉内物料成分分布是否均匀是生长大直径多晶硅棒的关键因素。当硅棒达到一定数量时，采用单个中心尾气出口3结构会在出口附近产生低压区，周围的物料就会流向低压区，强烈的干扰还原炉进口喷出的物流。采用周边多个尾气结构就可以有效地解决这个问题，保证了大直径还原炉也可以获得较高的沉积速率。
本实用新型采用多个尾气出口，使得尾气出还原炉时被有效、均匀的分流，不会导致尾气出口附近出现较大压差及扰流情况，从而减少大型还原炉倒棒情况。
由于还原炉在生产过程中，炉内温度很高，特别是尾气出口部分的温度高达500℃～600℃，因此任意一个尾气出口与还原炉底盘9冷却进水口均形成套管结构，能有效降低尾气出口处温度，同时尾气出口管材质可选择耐高温材料，如耐高温不锈钢或耐高温镍基材料。
底盘进水口采用喇叭口形式，可有效保证套管部分的水流截面积一致，增加传热效果。
Claims (5)
1.一种多晶硅氢还原炉尾气出口结构，由还原炉上底板和还原炉下底板构成，所述的还原炉上底板设置在还原炉下底板的上方，还原炉上底板与还原炉下底板之间设置有冷却水腔，还原炉底盘中设置有复数个电极和气体进口，所述的电极分布在两个以上数目的同心圆周上，所述的气体进口分布在两个以上数目的同心圆周上，电极所在的任意一个圆周与气体进口所在的任意一个圆周均共圆心，还原炉底盘中心设置有一个中心尾气出口，所述的中心尾气出口与上述的所有圆周共圆心，其特征在于：还原炉底盘中沿圆周方向均匀设置有两个以上数目的周边尾气出口，所述的周边尾气出口所在的圆周与电极所在的圆周共圆心，周边尾气出口所在的圆周的半径大于电极所在的最大圆周的半径，所述的中心尾气出口和任意一个周边尾气出口下方的还原炉下底板中均各自设置有一个冷却水流通孔，任意一个所述的冷却水流通孔的直径均大于其上方的中心尾气出口或者周边尾气出口的直径，任意一个冷却水流通孔中均各自向下连接有一个底盘冷却水直管，中心尾气出口和任意一个周边尾气出口中均各自连接有一个尾气出口厚壁管，任意一个所述的尾气出口厚壁管均各自向下延伸并穿越还原炉下底板中的冷却水流通孔，任意一个尾气出口厚壁管的下端均各自在轴向上连接有一个气体出口直管，尾气出口厚壁管的外壁与冷却水流通孔的内壁之间设置有间隙，气体出口直管的外壁与底盘冷却水直管的内壁之间均设置有间隙。
2.如权利要求1所述的多晶硅氢还原炉尾气出口结构，其特征在于：任意一个冷却水流通孔与底盘冷却水直管之间均各自通过一个锥形管在轴向上连接。
3.如权利要求1所述的多晶硅氢还原炉尾气出口结构，其特征在于：中心尾气出口和周边尾气出口的数目之和与电极总数之比为1∶9、或者1∶12、或者1∶18、或者1∶24。
4.如权利要求1所述的多晶硅氢还原炉尾气出口结构，其特征在于：中心尾气出口和周边尾气出口的截面数目之和大于气体进口的截面积之和。
5.如权利要求1所述的多晶硅氢还原炉尾气出口结构，其特征在于：周边尾气出口的截面积均相等。
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| CN106115711A (zh) * | 2016-06-23 | 2016-11-16 | 南京德邦金属装备工程股份有限公司 | 一种多晶硅还原炉 |
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| CN111039292A (zh) * | 2019-12-18 | 2020-04-21 | 上海市特种设备监督检验技术研究院 | 一种还原炉底盘结构 |
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| CN104860315B (zh) * | 2014-02-26 | 2017-07-07 | 新特能源股份有限公司 | 一种还原炉运行控制方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C56 | Change in the name or address of the patentee |
Owner name: SHANGHAI SENHE ENGINEERING INVESTMENT CO., LTD. Free format text: FORMER NAME: SHANGHAI SENHE INVESTMENT CO., LTD. |
|
| CP03 | Change of name, title or address |
Address after: 201323 Shanghai city Pudong New Area Zhuqiao gold smell Road No. 29 Patentee after: Shanghai Senhe Engineering Investment Co., Ltd. Address before: 200240 Shanghai city Minhang District Jianchuan Road No. 951 Building 5 room 619 Patentee before: Shanghai Senhe Investment Co., Ltd. |
|
| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: SHANGHAI MORIMATSU CHEMICAL EQUIPMENT CO., LTD. Free format text: FORMER OWNER: SHANGHAI SENHE ENGINEERING INVESTMENT CO., LTD. Effective date: 20140319 |
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| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20140319 Address after: 201323 Shanghai city Pudong New Area Zhuqiao Airport Industrial Zone No. 29 gold smell Road Building 3 Patentee after: Shanghai Morimatsu Chemical Equipment Co., Ltd. Address before: 201323 Shanghai city Pudong New Area Zhuqiao gold smell Road No. 29 Patentee before: Shanghai Senhe Engineering Investment Co., Ltd. |
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20100519 Termination date: 20150810 |
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| EXPY | Termination of patent right or utility model |