CN206654735U - 一种48对棒还原炉用喷嘴 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及多晶硅生产技术领域，以改善现有技术中的多晶硅还原炉用喷嘴喷出的物料气体不均匀，效率较低的技术问题，提供一种48对棒还原炉用喷嘴。本实用新型的实施例中提供的48对棒还原炉用喷嘴，包括喷嘴芯体以及底分布罩。喷嘴芯体设置有两端开放的主进气腔以及至少一个辅助进气腔，在喷嘴芯体的外侧壁上设置有侧孔，侧孔连通辅助进气腔与底分布罩的容纳腔。在工作过程中，物料气一部分经过主进气腔喷出，进入喷嘴芯体的辅助进气腔的物料气，一部分经辅助进气腔直接喷出，一部分经底分布罩喷气孔喷出。采用本实用新型提供的48对棒还原炉用喷嘴，可以实现同时为硅棒上部、中部及底部供料，使得多晶硅硅棒的生长更加均匀、致密。

Description

一种48对棒还原炉用喷嘴

技术领域

本实用新型涉及多晶硅生产技术领域，具体而言，涉及一种48对棒还原炉用喷嘴。

背景技术

改良西门子法是国际上生产多晶硅的主流技术，其核心设备为还原炉，还原炉的工作原理是通过通电高温硅芯将三氯氢硅与氢气的混和气体反应生成多晶硅并沉积在硅芯上，最终产物是沉积在硅芯上的多晶硅，产品最终以多晶硅棒的形式从还原炉中采出。物料在还原炉内的流速、分布及停留时间是影响多晶硅生长的关键因素，因此需要一种能够实现上述目的的喷嘴。

目前，通用的还原炉类型为12对棒还原炉、24对棒还原炉以及36对棒还原炉，由于上述还原炉具有单炉产量低、单位能耗难以进一步降低、同等产能用地面积大，所以以48对棒还原炉为主的大型还原炉成为国内外多晶硅巨头争相开发的新一代多晶硅关键技术，以48对棒还原炉为例，其单炉产量可以高达11至12吨，单位电耗低于50kwh，在实现高效率生产产品的同时，可以大幅降低生产成本，48对棒还原炉展现出小型还原炉无法比拟的经济性。

还原炉容量的扩大，使得进料流速、物料流场、温场等影响多晶硅生长的关键参数变得更加复杂，需要开发一系列关键技术，以保障关键参数的稳定，进而实现大型还原炉的高效、稳定运行，喷嘴是保障多晶硅生长和还原炉稳定运行的关键部件，是实现还原炉大型化的关键。然而现有技术中的多晶硅还原炉用喷嘴存在有喷出的物料气体不均匀，效率较低的技术问题。

实用新型内容

本实用新型旨在提供一种48对棒还原炉用喷嘴，以改善现有技术中的多晶硅还原炉用喷嘴喷出的物料气体不均匀，效率较低的技术问题。

本实用新型的实施例是这样实现的：

一种48对棒还原炉用喷嘴，其包括喷嘴芯体。喷嘴芯体具备第一端以及与之相对的第二端，喷嘴芯体还具备有从第一端贯穿至第二端的主进气腔。喷嘴芯体还具备围绕主进气腔设置的至少一个辅助进气腔，辅助进气腔从第一端贯穿至第二端，辅助进气腔两端开放。48对棒还原炉用喷嘴还包括底分布罩。底分布罩连接设置在喷嘴芯体的外侧壁上，底分布罩具备有容纳腔。底分布罩的外侧壁上还开设有连通容纳腔和外界的多个底分布罩喷气孔。喷嘴芯体的侧壁设置有侧孔，侧孔一端与辅助进气腔连通，侧孔另一端与容纳腔连通。

本实用新型的实施例中提供的48对棒还原炉用喷嘴，包括喷嘴芯体以及底分布罩。喷嘴芯体设置有两端开放的主进气腔以及至少一个辅助进气腔，在喷嘴芯体的外侧壁上设置有侧孔，侧孔连通辅助进气腔与底分布罩的容纳腔。底分布罩上开设有多个底分布罩喷气孔。在工作过程中，物料气一部分经过主进气腔喷出，并直达硅棒的中上端，对硅棒中上段起到供料、冷却的作用，同时起到促进还原炉内物料气循环的作用。进入喷嘴芯体的辅助进气腔的物料气，一部分经辅助进气腔直接喷出，一部分经底分布罩喷气孔喷出，主要分布在硅棒中部及中部以下区域，起到为硅棒中部及中部以下区域供料的同时，使得物料分布更加均匀，提高工作效率。采用本实用新型的实施例中提供的48对棒还原炉用喷嘴，可以实现同时为硅棒上部、中部及底部供料，使得多晶硅硅棒的生长更加均匀、致密。

在本实用新型的一个实施例中：

上述主进气腔的直径沿第二端至第一端的方向逐渐减小。

在本实用新型的一个实施例中：

上述48对棒还原炉用喷嘴还包括顶分布罩；顶分布罩套设于喷嘴芯体的第一端；顶分布罩具备有的主腔室和副腔室；主腔室与主进气腔连通；副腔室与辅助进气腔连通；顶分布罩远离主进气腔一端设置有连通主腔室的主喷气孔；顶分布罩远离辅助进气腔一端设置有至少一个连通副腔室的辅助喷气孔。

在本实用新型的一个实施例中：

上述顶分布罩远离喷嘴芯体的外表面设置为球面。

在本实用新型的一个实施例中：

上述顶分布罩还具备有缓冲腔；缓冲腔设置在副腔室与辅助喷气孔之间；副腔室与辅助喷气孔通过缓冲腔连通。

在本实用新型的一个实施例中：

多个上述辅助喷气孔的轴心线与喷嘴芯体的轴心线形成夹角；多个辅助喷气孔均匀设置在喷嘴芯体的外表面。

在本实用新型的一个实施例中：

多个上述底分布罩均匀分布在喷嘴芯体的外侧壁上多个位置。

在本实用新型的一个实施例中：

上述底分布罩设置为环状结构，底分布罩套设于喷嘴芯体的外侧壁上。

在本实用新型的一个实施例中：

上述主进气腔设置在喷嘴芯体的中心位置。

在本实用新型的一个实施例中：

上述48对棒还原炉用喷嘴还包括有底盘；底盘具备有进气口；第二端与底盘连接，第二端位于进气口内；主进气腔和辅助进气腔靠近第二端的一端均与进气口连通。

本实用新型实施例的有益效果是：

本实用新型的实施例中提供的48对棒还原炉用喷嘴，包括喷嘴芯体以及底分布罩。喷嘴芯体设置有两端开放的主进气腔以及至少一个辅助进气腔，在喷嘴芯体的外侧壁上设置有侧孔，侧孔连通辅助进气腔与底分布罩的容纳腔。底分布罩上开设有多个底分布罩喷气孔。在工作过程中，物料气一部分经过主进气腔喷出，并直达硅棒的中上端，对硅棒中上段起到供料、冷却的作用，同时起到促进还原炉内物料气循环的作用。进入喷嘴芯体的辅助进气腔的物料气，一部分经辅助进气腔直接喷出，一部分经底分布罩喷气孔喷出，主要分布在硅棒中部及中部以下区域，起到为硅棒中部及中部以下区域供料的同时，使得物料分布更加均匀，提高工作效率。采用本实用新型的实施例中提供的48对棒还原炉用喷嘴，可以实现同时为硅棒上部、中部及底部供料，使得多晶硅硅棒的生长更加均匀、致密。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型实施例中提供的48对棒还原炉用喷嘴的整体结构示意图；

图2为本实用新型实施例中提供的48对棒还原炉用喷嘴的喷嘴芯体的结构示意图；

图3为本实用新型实施例中提供的48对棒还原炉用喷嘴的顶分布罩的结构示意图；

图4为本实用新型实施例中提供的48对棒还原炉用喷嘴的底盘的结构示意图。

图标：10-48对棒还原炉用喷嘴；100-喷嘴芯体；110-第一端；120-第二端；130-主进气腔；140-辅助进气腔；150-侧孔；200-底分布罩；210-容纳腔；212-底分布罩喷气孔；300-顶分布罩；310-主腔室；312-主喷气孔；320-副腔室；322-辅助喷气孔；330-缓冲腔；400-底盘；410-进气口。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，若出现术语“中心”、“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，本实用新型的描述中若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例1

图1为本实用新型实施例1提供的48对棒还原炉用喷嘴10的整体结构示意图。请参照图1，本实施例中提供一种48对棒还原炉用喷嘴10，其包括喷嘴芯体100、底分布罩200、顶分布罩300以及底盘400。喷嘴芯体100贯穿底盘400，底分布罩200连接设置在喷嘴芯体100的外侧壁上，顶分布罩300套设于喷嘴芯体100的端部，底分布罩200与顶分布罩300位于底盘400的同一侧。

图2为本实用新型实施例中提供的48对棒还原炉用喷嘴10的喷嘴芯体100的结构示意图。请参照图2，喷嘴芯体100具备第一端110以及与之相对的第二端120，喷嘴芯体100还具备有从第一端110贯穿至第二端120的主进气腔130，喷嘴芯体100还具备围绕主进气腔130设置的至少一个辅助进气腔140，辅助进气腔140从第一端110贯穿至第二端120，辅助进气腔140两端开放。

在本实施例中，主进气腔130设置在喷嘴芯体100的中心位置。将主进气腔130设置在喷嘴芯体100的中心位置，便于物料气经喷嘴芯体100的主进气腔130喷出，并直达硅棒的中上端。可以理解的，这里并不对主进气腔130的位置进行限制，在其他具体实施例中，也可以根据用户的需求，将主进气腔130设置在喷嘴芯体100的其他位置。

在本实施例中，主进气腔130的直径沿第二端120至第一端110的方向逐渐减小。将主进气腔130的直径沿第二端120至第一端110的方向逐渐减小，可以持续增大主进气腔130内物料气的压力，增加气体的流速，更快到达目标位置，提高48对棒还原炉用喷嘴10的工作效率，同时还可以减少对48对棒还原炉用喷嘴10的损伤，延长其使用寿命。

需要说明的是，在本实用新型提供的实施例中，将主进气腔130的直径沿第二端120至第一端110的方向逐渐减小，可以持续增大主进气腔130内物料气的压力，增加气体的流速，更快到达目标位置，提高48对棒还原炉用喷嘴10的工作效率。可以理解的是，在其他具体实施例中，也可以根据用户的需求，将主进气腔130设置为其他形状。

图3为本实用新型实施例中提供的48对棒还原炉用喷嘴10的底分布罩200的结构示意图。请参照图3，底分布罩200连接设置在喷嘴芯体100的外侧壁上；底分布罩200具备有容纳腔210；底分布罩200外侧壁上还开设有连通容纳腔210和外界的多个底分布罩喷气孔212；喷嘴芯体100的侧壁设置有侧孔150；侧孔150一端与辅助进气腔140连通；侧孔150另一端与容纳腔210连通。将底分布罩200设置有容纳腔210起到缓冲进入底分布罩200内物料气的作用，经缓冲后的物料气可以温和的经底分布罩喷气孔212多方位喷出，可以充分保障硅棒底部对物料的需求。

在本实施例中提供的第一种底分布罩200为单个结构，多个底分布罩200均匀分布在喷嘴芯体100的外侧壁上多个位置。设置多个底分布罩200均匀分布在喷嘴芯体100的外侧壁上多个位置，增大喷出物料气体的范围，从而提高48对棒还原炉用喷嘴10的工作效率。

在本实施例中提供的第二种底分布罩200设置为环状结构，底分布罩200套设于喷嘴芯体100的外侧壁上。将底分布罩200设置为环状结构，物料气经底分布罩喷气孔212喷出，起到为硅棒中部及中部以下区域供料的同时，使得物料分布更加均匀，且环状结构的分布罩便于安装，简化操作过程，提高工作效率。

需要说明的是，在本实用新型提供的实施例中，将底分布罩200设置为单个结构或者环状结构均是为了提高48对棒还原炉用喷嘴10的工作效率。可以理解的，这里并不对底分布罩200的结构以及位置进行限制，在其他具体实施中，也可以根据用的需求，将底分布罩200设置为其他结构分布在喷嘴芯体100的其他位置均可。

在本实施例中，从图3中可以看出，底分布罩200的外表面设置为矩形，可以理解的，这里并不对底分布罩200的形状进行限制，在其他具体实施中，也可以根据用的需求，将底分布罩200设置为其他形状。

在本实施例中，顶分布罩300套设于喷嘴芯体100的第一端110；顶分布罩300具备有的主腔室310和副腔室320；主腔室310与主进气腔130连通；副腔室320与辅助进气腔140连通；顶分布罩300远离主进气腔130一端设置有连通主腔室310的主喷气孔312；顶分布罩300远离辅助进气腔140一端设置有至少一个连通副腔室320的辅助喷气孔322。设置顶分布罩300，对来自辅助进气腔140内的物料气体进行分流，进一步促进物料气体分布的均匀性。

需要说明的是，在本实用新型提供的实施例中，设置顶分布罩300，对来自辅助进气腔140内的物料气体进行分流，进一步促进物料气体分布的均匀性。可以理解的是，在其他具体实施例中，也可以根据用户的需求，不设置顶分布罩300或者设置其他结构来促进物料气体分布的均匀性。

在本实施例中，顶分布罩300远离喷嘴芯体100的外表面设置为球面。将顶分布罩300远离喷嘴芯体100的外表面设置为球面，可以实现多方位供料，进而进一步促进物料分布的均匀性。可以理解的，这里并不对顶分布罩300远离喷嘴芯体100的外表面的形状进行限制，在其他具体实施例中，也可以根据用户的需求，将顶分布罩300远离喷嘴芯体100的外表面设置为其他形状。

在本实施例中，顶分布罩300还具备有缓冲腔330；缓冲腔330设置在副腔室320与辅助喷气孔322之间；副腔室320与辅助喷气孔322通过缓冲腔330连通。设置缓冲腔330，使得喷出的物料气体更加均匀、稳定，在不扰动硅芯的同时，可以实现为硅棒的中、下部供料。

在本实施例中，多个辅助喷气孔322的轴心线与喷嘴芯体100的轴心线形成夹角；多个辅助喷气孔322均匀设置在喷嘴芯体100的外表面。将多个辅助喷气孔322的轴心线与喷嘴芯体100的轴心线形成夹角，多个辅助喷气孔322均匀设置在喷嘴芯体100的外表面，可以更好地保证物料气体分布的均匀性。

图4为本实用新型实施例中提供的48对棒还原炉用喷嘴10的底盘400的结构示意图。请参照图4，底盘400具备有进气口410，喷嘴芯体100的第二端120与底盘400连接，喷嘴芯体100的第二端120位于进气口410内；主进气腔130和辅助进气腔140靠近喷嘴芯体100的第二端120的一端均与进气口410连通。

在本实施例中，喷嘴芯体100通过螺纹连接安装在底盘400的进气口410上。将喷嘴芯体100通过螺纹连接安装在底盘400的进气口410上，螺纹连接便于喷嘴芯体100的拆卸、更换以及清洗。

需要说明的是，在本实用新型提供的实施例中，将喷嘴芯体100通过螺纹连接安装在底盘400的进气口410上，螺纹连接便于喷嘴芯体100的拆卸、更换以及清洗。可以理解的是，在其他具体实施例中，也可以根据用户的需求，将喷嘴芯体100与底盘400设置为其他连接方式，例如焊接或者卡接等。

请继续参照图1，本实用新型的实施例中提供的48对棒还原炉用喷嘴10，包括喷嘴芯体100以及底分布罩200。喷嘴芯体100设置有两端开放的主进气腔130以及至少一个辅助进气腔140，在喷嘴芯体100的外侧壁上设置有侧孔150，侧孔150连通辅助进气腔140与底分布罩200的容纳腔210。底分布罩300上开设有多个底分布罩喷气孔212。在工作过程中，物料气一部分经过主进气腔130喷出，并直达硅棒的中上端，对硅棒中上段起到供料、冷却的作用，同时起到促进还原炉内物料气循环的作用。进入喷嘴芯体100的辅助进气腔140的物料气，一部分经辅助进气腔140直接喷出，一部分经底分布罩喷气孔212喷出，主要分布在硅棒中部及中部以下区域，起到为硅棒中部及中部以下区域供料的同时，使得物料分布更加均匀，提高工作效率。采用本实用新型的实施例中提供的48对棒还原炉用喷嘴10，可以实现同时为硅棒上部、中部及底部供料，使得多晶硅棒的生长更加均匀、致密。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种48对棒还原炉用喷嘴，其特征在于：

所述48对棒还原炉用喷嘴包括喷嘴芯体；

所述喷嘴芯体具备第一端以及与之相对的第二端；所述喷嘴芯体还具备有从所述第一端贯穿至所述第二端的主进气腔；

所述喷嘴芯体还具备围绕所述主进气腔设置的至少一个辅助进气腔；所述辅助进气腔从所述第一端贯穿至所述第二端，所述辅助进气腔两端开放；

所述48对棒还原炉用喷嘴还包括底分布罩；所述底分布罩连接设置在所述喷嘴芯体的外侧壁上；

所述底分布罩具备有容纳腔；所述底分布罩的外侧壁上还开设有连通所述容纳腔和外界的多个底分布罩喷气孔；

所述喷嘴芯体的侧壁设置有侧孔；所述侧孔一端与所述辅助进气腔连通；所述侧孔另一端与所述容纳腔连通。

2.根据权利要求1所述的48对棒还原炉用喷嘴，其特征在于：

所述主进气腔的直径沿所述第二端至所述第一端的方向逐渐减小。

3.根据权利要求1所述的48对棒还原炉用喷嘴，其特征在于：

所述48对棒还原炉用喷嘴还包括顶分布罩；所述顶分布罩套设于所述喷嘴芯体的所述第一端；所述顶分布罩具备有的主腔室和副腔室；

所述主腔室与所述主进气腔连通；所述副腔室与所述辅助进气腔连通；

所述顶分布罩远离所述主进气腔一端设置有连通所述主腔室的主喷气孔；所述顶分布罩远离所述辅助进气腔一端设置有至少一个连通所述副腔室的辅助喷气孔。

4.根据权利要求3所述的48对棒还原炉用喷嘴，其特征在于：

所述顶分布罩远离所述喷嘴芯体的外表面设置为球面。

5.根据权利要求3所述的48对棒还原炉用喷嘴，其特征在于：

所述顶分布罩还具备有缓冲腔；所述缓冲腔设置在所述副腔室与所述辅助喷气孔之间；所述副腔室与所述辅助喷气孔通过所述缓冲腔连通。

6.根据权利要求3所述的48对棒还原炉用喷嘴，其特征在于：

多个所述辅助喷气孔的轴心线与所述喷嘴芯体的轴心线形成夹角；多个所述辅助喷气孔均匀设置在所述喷嘴芯体的外表面。

7.根据权利要求1所述的48对棒还原炉用喷嘴，其特征在于：

多个所述底分布罩均匀分布在所述喷嘴芯体的外侧壁上多个位置。

8.根据权利要求1所述的48对棒还原炉用喷嘴，其特征在于：

所述底分布罩设置为环状结构，所述底分布罩套设于所述喷嘴芯体的外侧壁上。

9.根据权利要求1所述的48对棒还原炉用喷嘴，其特征在于：

所述主进气腔设置在所述喷嘴芯体的中心位置。

10.根据权利要求1所述的48对棒还原炉用喷嘴，其特征在于：

所述的48对棒还原炉用喷嘴还包括有底盘；所述底盘具备有进气口；所述第二端与所述底盘连接，所述第二端位于所述进气口内；所述主进气腔和所述辅助进气腔靠近所述第二端的一端均与所述进气口连通。