CN202048645U - 坩埚下降法单晶生产车间有毒污染空气准静态置换装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种坩埚下降法单晶生产车间有毒污染空气准静态置换装置，属于单晶生长领域。坩埚下降法单晶生产车间存在有毒元素污染车间空气问题，本案旨在解决该问题。本案装置包括装设位置分别在车间的顶部及底部的结构位置一上一下面对面相互对峙的多孔洞的顶板及多孔洞的地板，顶板的诸多孔洞与诸多等内径、等长度的顶板输气支管连接，地板的诸多孔洞与诸多等内径、等长度的地板输气支管连接，诸多顶板输气支管的所有的余下的端口与用于送新风的通风机的出风口联通。这是一种可以进行准静态空气置换的装置，启动该装置，就能够在车间空气温场几乎不受扰动的情形下，对车间空气进行持续更新。

Description

坩埚下降法单晶生产车间有毒污染空气准静态置换装置

技术领域

本实用新型涉及一种坩埚下降法单晶生产车间有毒污染空气准静态置换装置，属于C30B单晶生长领域。

背景技术

坩埚下降单晶生长法是一种常用的单晶生长方法。用于单晶生长用的材料装在圆柱型的坩埚中，缓慢地下降，并通过一个具有一定温度梯度的加热炉，炉温控制在略高于材料的熔点附近。根据材料的性质加热器件可以选用电阻炉或高频炉。在通过加热区域时，坩埚中的材料被熔融，当坩埚持续下降时，坩埚底部的温度先下降到熔点以下，并开始结晶，单晶随坩埚下降而持续长大。

坩埚下降法单晶生产车间通常用来生产大尺寸的工业用途的大单晶，关于这一点，对于单晶生长领域的人员而言，是公知的。

在采用坩埚下降法生产的各型单晶中，有相当一部分涉及有毒元素，所述有毒元素例如铅、镉、碲、汞等，更具体地，相关单晶例如，二氧化碲单晶，钨酸镉单晶、亚碲酸铋单晶，等等。在使用坩埚下降法生产单晶的过程中，为保持单晶生长炉腔区的温场稳定，以期生长出结晶良好的单晶，通常还要求坩埚下降单晶生长装置周边空气的温场稳定，因为，单晶生长炉腔区其空气氛与装置外部空气之间有一个接壤的空气过渡区，装置外部空气温场的稳定通常被认为是有利于在更精细的层面上支持单晶生长炉腔区的温场稳定，基于这一考虑，坩埚下降法单晶生产车间通常是门窗紧闭，处于空气流通不畅、很少更新的状态，在此单晶生长过程中，生产人员仍需要间隔时段地进入所述车间内监察单晶生长情况。多数的单晶生长情形中，所用坩埚是敞口坩埚，而在使用封口坩埚的情形下，由于高温高压及化学侵蚀作用，常发生坩埚封口被突破的情况，此时的封口坩埚与敞口坩埚并无实质上的不同，上文已述及，此单晶生长法常涉及有毒元素，在高温区间，这些有毒元素在与空气接触的条件下，常生成在高温下具有一定挥发性的有毒物质，关于这一点，对于化学专业人员来说，无须赘言，这些挥发性有毒物质顺着炉子内外的所述空气过渡区扩散到所述车间的室内空气中，这类有毒物质其毒性有多大，对于化学专业人员来说，亦无须赘言，这类混杂于车间空气中的有毒物质无色、无味，不易觉察，问题还在于，为保持车间内部空气温场稳定而紧闭车间门窗的习惯性做法使得上述有毒物质在车间空气中进一步积聚到更为有害的浓度。相关生产人员进出于这样的有毒空气氛中，其所受到的健康损害不言而喻。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是，针对上述坩埚下降法单晶生产车间存在的有毒元素污染车间空气的状况，研发出一种既能够保持车间空气温场基本稳定，又能够保护相关车间生产人员使其免受有毒空气损害的装置。

本实用新型通过如下方案解决所述技术问题，该方案提供的是一种坩埚下降法单晶生产车间有毒污染空气准静态置换装置，该装置的结构包括用于在坩埚下降法单晶生产车间顶部架设的均匀分布着许多孔洞的顶板，所述顶板上的每一个孔洞分别与对应的一支顶板输气支管连接，顶板上的许多的孔洞对应着许多支的顶板输气支管，所述许多支的顶板输气支管是有着相同长度和相同内径的管道，以及，用于在坩埚下降法单晶生产车间底部架设的均匀分布着许多孔洞的地板，所述地板上的每一个孔洞分别与对应的一支地板输气支管连接，地板上的许多的孔洞对应着许多支的地板输气支管，所述许多支的地板输气支管是有着相同长度和相同内径的管道，结构位置分别位于顶部和底部的所述顶板的板面与所述地板的板面相互平行、相互对映、结构位置一上一下面对面相互对峙，以及，用于向坩埚下降法单晶生产车间送新风的通风机，所述用于向坩埚下降法单晶生产车间送新风的通风机的出风口与所述许多支的顶板输气支管的所有的余下的端口联通。

装置的结构中，所述许多支的顶板输气支管是具有相同长度和相同内径的管道，其结构目的是，可以使运行时各个顶板输气支管的进气端与出气端的气压差彼此相同，还使气流输送阻力相同，如此，可以控制来自顶板各孔洞的输入新空气的气流均衡稳定的分布，换句话说，可以使各顶板孔洞输出的气流流量及流速保持彼此相同，经由此结构方式，装置运行时可以将新空气从车间的顶部向下呈面状均衡的形态推出。

结构中的所述许多支的地板输气支管是具有相同长度和相同内径的管道，其结构目的是，可以使运行时各个地板输气支管的进气端与出气端的气压差彼此相同，还使气流输送阻力相同，如此，可以控制来自地板各孔洞的受污染的有毒空气均衡稳定地排出，换句话说，可以使经由各地板孔洞排出的有毒空气的气流流量及流速保持彼此相同，通过这一结构方式，装置运行时可以将受污染的有毒空气从车间的底部向下呈面状均衡的形态排出。

装置结构的设计，考虑将有毒污染空气从车间的底部排出，而非从顶部排出，是基于这样一个因素，即所述污染空气内的有毒元素主要是一些无机的重元素，这一类有毒气体成分具有下沉的趋势，从车间的底部排出受污染空气更为有效。

装置结构中的所述顶板输气支管是具有相同长度和相同内径的管道，其具体的长度不限，其具体长度可以是任意的根据需要设定的长度，所述顶板输气支管的长度例如5米，6米，9米，12米，16米，25米；所述顶板输气支管的内径不限，其具体内径尺寸可以是任意的根据需要设定的内径尺寸，所述顶板输气支管的内径尺寸例如0.5厘米，1.0厘米，1.5厘米，2.0厘米，2.5厘米，3.0厘米，3.5厘米。

所述地板输气支管是具有相同长度和相同内径的管道，其具体的长度不限，其具体长度可以是任意的根据需要设定的长度，所述地板输气支管的长度例如5米，6米，9米，12米，16米，25米；所述地板输气支管的内径不限，其具体内径尺寸可以是任意的根据需要设定的内径尺寸，所述地板输气支管的内径尺寸例如0.5厘米，1.0厘米，1.5厘米，2.0厘米，2.5厘米，3.0厘米，3.5厘米。

所述许多支的地板输气支管的所有的余下的端口可以直接通往车间外部，与车间外部的空气联通，此情形下，启动所述与顶板输气支管联通的通风机，在新空气输入车间的同时，受气压的作用，有毒的受污染的空气就可以从车间底部的所述许多孔洞向车间外部排出，如此更新空气，保持了车间内部的空气温场基本稳定，这是一种准静态的均衡的空气置换方式。

为了在车间门被临时打开的情形下仍然能够保持空气的准静态均衡置换，本案装置的结构还可以进一步包括另一台通风机，所述另一台通风机是用于从坩埚下降法单晶生产车间底部抽取有毒污染空气的通风机，所述另一台通风机的进风口与所述许多支的地板输气支管的所有的余下的端口联通。

应用本案装置时，同时启动所述用于送新风的通风机和用于抽取有毒污染空气的所述另一台通风机，便可以形成车间上、下的进、出气流的联动式的流动更新。

所述用于从坩埚下降法单晶生产车间底部抽取有毒污染空气的另一台通风机不是必需的。

所述通风机一词本身的技术含义是公知的。

本案装置当然还可以包括一些附件，所述附件例如，可以装设在所述通风机与顶板输气支管的连接处的气体过滤网，该气体过滤网用于阻止车间外部的尘土之类的东西进入车间；所述附件又例如，可以装设在所述与顶板输气支管连接的用于送新风的通风机的出风口位置的用于观测通风量的气体流量表；所述附件还例如，可以贴附装设在顶板上的若干任选孔洞位置的一些用于指示通风状况的飘带，等等。

本实用新型的优点是，装置的结构建立了一种坩埚下降法单晶生产车间空气置换机制，该置换机制既能够保持所述车间空气温场基本稳定，又能够对所述车间空气进行持续更新，及时地排除混杂了有毒元素的受污染的空气，本案装置的应用有助于保护相关车间生产人员使其免受有毒空气损害。

附图说明

图1是本案实施例局部及其运作形态示意图，该图没有绘出所述通风机及顶板输气支管和地板输气支管及所述顶板上的孔洞及所述地板上的孔洞，图中出现的上、下两排箭头显示装置运作时进、出气流的流动、置换方式。

图中，1是坩埚下降法单晶生产车间，2是安置于车间内所述地板之上、所述顶板之下的坩埚下降法单晶生长炉，3是埋置坩埚下降法单晶生长坩埚的外部陶瓷质套筒，所述坩埚埋置其内，4是坩埚下降法单晶生长炉的支脚，5是用于控制坩埚下降法单晶生长坩埚升降的电动机械装置。

具体实施方式

图1展示本案实施例的局部及本例装置运作时车间空气置换情形，该空气置换装置的结构包括用于在坩埚下降法单晶生产车间1顶部架设的均匀分布着许多孔洞的顶板，所述顶板上的每一个孔洞分别与对应的一支顶板输气支管连接，顶板上的许多的孔洞对应着许多支的顶板输气支管，所述许多支的顶板输气支管是有着相同长度和相同内径的管道，以及，用于在坩埚下降法单晶生产车间1底部架设的均匀分布着许多孔洞的地板，所述地板上的每一个孔洞分别与对应的一支地板输气支管连接，地板上的许多的孔洞对应着许多支的地板输气支管，所述许多支的地板输气支管是有着相同长度和相同内径的管道，结构位置分别位于顶部和底部的所述顶板的板面与所述地板的板面相互平行、相互对映，以及，用于向坩埚下降法单晶生产车间1送新风的通风机，所述用于向坩埚下降法单晶生产车间1送新风的通风机的出风口与所述许多支的顶板输气支管的所有的余下的端口联通。

为缓解因车间门偶尔敞开造成的车间1空气温场的严重扰动，本例装置的结构还可以包括另一台通风机，所述另一台通风机是用于从坩埚下降法单晶生产车间1底部抽取有毒污染空气的通风机，所述另一台通风机的进风口与所述许多支的地板输气支管的所有的余下的端口联通。图1中没有绘出所述另一台通风机。

所述顶板输气支管的优选长度在5米～25米之间，所述顶板输气支管的优选内径在0.5厘米～3.5厘米之间，所述地板输气支管的优选长度在5米～25米之间，所述地板输气支管的优选内径在0.5厘米～3.5厘米之间。

Claims (3)

1.坩埚下降法单晶生产车间有毒污染空气准静态置换装置，该装置的结构包括用于在坩埚下降法单晶生产车间顶部架设的均匀分布着许多孔洞的顶板，所述顶板上的每一个孔洞分别与对应的一支顶板输气支管连接，顶板上的许多的孔洞对应着许多支的顶板输气支管，所述许多支的顶板输气支管是有着相同长度和相同内径的管道，以及，用于在坩埚下降法单晶生产车间底部架设的均匀分布着许多孔洞的地板，所述地板上的每一个孔洞分别与对应的一支地板输气支管连接，地板上的许多的孔洞对应着许多支的地板输气支管，所述许多支的地板输气支管是有着相同长度和相同内径的管道，结构位置分别位于顶部和底部的所述顶板的板面与所述地板的板面相互平行、相互对映、结构位置一上一下面对面相互对峙，以及，用于向坩埚下降法单晶生产车间送新风的通风机，所述用于向坩埚下降法单晶生产车间送新风的通风机的出风口与所述许多支的顶板输气支管的所有的余下的端口联通。

2.根据权利要求1所述的坩埚下降法单晶生产车间有毒污染空气准静态置换装置，其特征在于，该装置的结构还包括另一台通风机，所述另一台通风机是用于从坩埚下降法单晶生产车间底部抽取有毒污染空气的通风机，所述另一台通风机的进风口与所述许多支的地板输气支管的所有的余下的端口联通。

3.根据权利要求1所述的坩埚下降法单晶生产车间有毒污染空气准静态置换装置，其特征在于，所述顶板输气支管的长度在5米～25米之间，所述顶板输气支管的内径在0.5厘米～3.5厘米之间，所述地板输气支管的长度在5米～25米之间，所述地板输气支管的内径在0.5厘米～3.5厘米之间。

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