CN209778313U

CN209778313U - 一种多晶硅还原炉的硅芯结构

Info

Publication number: CN209778313U
Application number: CN201920518240.9U
Authority: CN
Inventors: 李涛; 陈文吉; 谭忠芳
Original assignee: Xinjiang Daqo New Energy Co Ltd
Current assignee: Xinjiang Daqo New Energy Co Ltd
Priority date: 2019-04-16
Filing date: 2019-04-16
Publication date: 2019-12-13
Anticipated expiration: 2029-04-16

Abstract

本实用新型涉及多晶硅生产技术领域，尤其涉及一种多晶硅还原炉的硅芯结构，其包括:第一底座，其上具有安装孔一和安装孔二；第二底座，其上具有安装孔三和安装孔四；第一硅芯，其一端插装在安装孔一中；第二硅芯，其一端插装在安装孔二中；第一硅芯与第二硅芯平行设置；第三硅芯，其一端插装在安装孔三中；第四硅芯，其一端插装在安装孔四中；第三硅芯与第四硅芯平行设置；第一横梁，其一端搭接在第一硅芯的另一端；第一横梁的另一端搭接在第三硅芯的另一端；第二横梁，其一端搭接在第二硅芯的另一端；第二横梁的另一端搭接在第四硅芯的另一端；第一横梁与第二横梁平行设置；第一硅芯与第二硅芯的保持预定距离。

Description

一种多晶硅还原炉的硅芯结构

技术领域

本实用新型涉及多晶硅生产技术领域，尤其涉及一种多晶硅还原炉的硅芯结构。

背景技术

多晶硅的生产是将硅芯置于还原炉中，并安装在电极上，通电后的硅芯作为发热体提供热量，用于还原炉内多晶硅的生长的热能。硅芯同时也作为原料母体，在还原炉内通入原料气体后，进行还原反应，硅芯上会不断沉积多晶硅，进而不断地增粗，最后成为多晶硅棒。

现有多晶硅生产中，硅芯的结构大多是在还原炉内的两个电极上各安装一个硅芯，并在两个电极的硅芯之间搭设有横梁硅芯，使两个电极通过硅芯导通，硅芯进行通电发热，进行还原反应，形成多晶硅棒；但是，为了节约成本，一般硅芯直径较小，不仅初始发热量较小，而且硅芯的沉积面积较小，从而导致硅芯初期的生长速度较慢，降低了生产效率。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供一种多晶硅还原炉的硅芯结构，主要目的在于提高还原炉内多晶硅的生长速率。

为达到上述目的，本实用新型主要提供如下技术方案：

本实用新型的实施例提供一种多晶硅还原炉的硅芯结构，包括:第一底座、第二底座、第一硅芯、第二硅芯、第三硅芯、第四硅芯、第一横梁和第二横梁；

所述第一底座上具有安装孔一和安装孔二；所述安装孔一与所述安装孔二平行设置；所述第一底座为石墨材料；所述第二底座上具有安装孔三和安装孔四；所述安装孔三与所述安装孔四平行设置；所述第二底座为石墨材料；

所述第一硅芯的一端插装在所述安装孔一中；所述第二硅芯的一端插装在所述安装孔二中；所述第一硅芯与所述第二硅芯平行设置；

所述第三硅芯的一端插装在所述安装孔三中；所述第四硅芯的一端插装在所述安装孔四中；所述第三硅芯与所述第四硅芯平行设置；

所述第一横梁的一端搭接在所述第一硅芯的另一端；所述第一横梁的另一端搭接在所述第三硅芯的另一端；

所述第二横梁的一端搭接在所述第二硅芯的另一端；所述第二横梁的另一端搭接在所述第四硅芯的另一端；

所述第一横梁与所述第二横梁平行设置；

所述第一硅芯为圆柱形；所述第二硅芯为圆柱形；

所述第一硅芯与所述第二硅芯的保持预定距离。

进一步地，所述第一硅芯与所述第三硅芯的直径相同。

进一步地，所述第二硅芯与所述第四硅芯的直径相同。

进一步地，所述第一硅芯与所述第二硅芯的直径相同。

进一步地，所述第一硅芯、所述第二硅芯、所述第三硅芯和所述第四硅芯的长度相等。

进一步地，所述第一硅芯的下端为向下的锥台体结构；

所述第二硅芯的下端为向下的锥台体结构；

所述第三硅芯的下端为向下的锥台体结构；

所述第四硅芯的下端为向下的锥台体结构。

进一步地，所述第一硅芯的直径为10mm～15mm。

进一步地，所述第一硅芯与所述第二硅芯的间距不大于100mm。

进一步地，所述安装孔一、所述安装孔二、所述安装孔三和所述安装孔四的直径相同。

进一步地，所述安装孔一的直径为10mm。

借由上述技术方案，本实用新型多晶硅还原炉的硅芯结构至少具有下列优点：

增加了发热量，从而提升了还原炉内的温度，并且增加了初始沉淀面积，从而提高还原炉内多晶硅的生长速率。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的一种多晶硅还原炉的硅芯结构的示意图。

图中所示：

1为第一底座，2为第二底座，3为第四硅芯，4为第三硅芯，5为第二横梁，6为第一横梁，7为第一硅芯，8为第二硅芯。

具体实施方式

为更进一步阐述本实用新型为达成预定实用新型目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型申请的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。

如图1所示，本实用新型的一个实施例提出的一种多晶硅还原炉的硅芯结构，包括:第一底座1、第二底座2、第一硅芯7、第二硅芯8、第三硅芯4、第四硅芯3、第一横梁6和第二横梁5；第一底座1和第二底座2分别连接在还原炉的两个电极上；第一底座1上具有安装孔一和安装孔二；安装孔一与安装孔二平行设置；第一底座1为石墨材料；第二底座2上具有安装孔三和安装孔四；安装孔三与安装孔四平行设置；第二底座2为石墨材料；进一步优选，安装孔一、安装孔二、安装孔三和安装孔四的直径相同，以便于固定相同直径的硅芯，降低生产成本，进一步优选，安装孔一、安装孔二、安装孔三和安装孔四的直径为10mm，以适用目前应用较广泛的硅芯。安装孔一和安装孔二的轴线在同一平面一，安装孔三与安装孔四的轴线在同一平面二，平面二与平面一平行。

第一硅芯7的一端插装在安装孔一中；第二硅芯8的一端插装在安装孔二中；第一硅芯7与第二硅芯8平行设置；第三硅芯4的一端插装在安装孔三中；第四硅芯3的一端插装在安装孔四中；第三硅芯4与第四硅芯3平行设置；

第一横梁6的一端搭接在第一硅芯7的另一端；第一横梁6的另一端搭接在第三硅芯4的另一端；第一横梁6、第一硅芯7和第三硅芯4形成倒“U”形一；

第二横梁5的一端搭接在第二硅芯8的另一端；第二横梁5的另一端搭接在第四硅芯3的另一端；第二横梁5、第二硅芯8和第四硅芯3形成倒“U”形二；第一横梁6与第二横梁5平行设置；倒“U”形一与倒“U”形二平行设置；

第一硅芯7为圆柱形；第二硅芯8为圆柱形；第一硅芯7与第二硅芯8的保持预定距离。优选第一硅芯7与第二硅芯8的间距不大于100mm，以适应目前通用的还原炉的电极布置；

本实用新型的一个实施例提出的一种多晶硅还原炉的硅芯结构，增加了发热量，从而提升了还原炉内的温度，并且增加了初始沉淀面积，从而提高还原炉内多晶硅的生长速率。

作为上述实施例的优选，第一硅芯7与第三硅芯4的直径相同，以具有相同的导电性和生长速度。

作为上述实施例的优选，第二硅芯8与第四硅芯3的直径相同，以具有相同的导电性和生长速度。进一步优选，第一硅芯7与第二硅芯8的直径相同，以使四个硅芯直径相同，成型均匀。

作为上述实施例的优选，第一硅芯7、第二硅芯8、第三硅芯4和第四硅芯3的长度相等，以使第一横梁6和第二横梁5在同一水平面；以在还原炉内生长时，能够生长成为同一硅棒。

作为上述实施例的优选，第一硅芯7的下端为向下的锥台体结构；第二硅芯8的下端为向下的锥台体结构；第三硅芯4的下端为向下的锥台体结构；第四硅芯3的下端为向下的锥台体结构，以分别插装在安装孔一、安装孔二、安装孔三和安装孔四；由于第一硅芯7、第二硅芯8、第三硅芯4和第四硅芯3的下端为向下的锥台体结构，使安装孔一、安装孔二、安装孔三和安装孔四可以适应多种直径的第一硅芯7、第二硅芯8、第三硅芯4和第四硅芯3；优选，第一硅芯7、第二硅芯8、第三硅芯4和第四硅芯3的直径为10mm～15mm。

本实用新型的一个实施例提出的一种多晶硅还原炉的硅芯结构，提高了多晶硅生长速率，减少了生长周期，降低了还原电耗:

根据还原炉生产数据，本实用新型的一个实施例提出的一种多晶硅还原炉的硅芯结构与传统硅芯结构相比，在一个相同生长周期：一个周期100小时，电耗降低10kw/kg.h,一个周期多晶硅产量10000kg,

一个周期可降低电费＝10000kg×10kw/kg.h×0.3元/kw＝30000元。

目前，大多还原炉为80根硅芯；增加一炉硅芯成本费用＝180元×80根＝14400元；所以本实用新型的一个实施例提出的一种多晶硅还原炉的硅芯结构与传统硅芯结构相比，一炉多晶硅多产生效益＝30000元-14400元＝15600元。

本实用新型的一个实施例提出的一种多晶硅还原炉的硅芯结构与传统硅芯结构相比，如果硅芯的沉积面积相同，即硅芯的表面积相同，则一根硅芯的表面积为截面积周长与硅芯高度的乘积；即2πrh；两根硅芯的表面积为4πrh；其需要消耗的硅芯体积为2πr²h；

如果采用传统单根硅芯结构，假设硅芯高度相同，则要实现上述表面积4πrh；需要的单根硅芯的半径为2r，则单根硅芯的体积4πr²h，明显大于本实用新型的一个实施例提出的一种多晶硅还原炉的硅芯结构的硅芯消耗量，增加了生产成本。

本实用新型的一个实施例提出的一种多晶硅还原炉的硅芯结构，使硅芯作为载体，沉积多晶硅的表面积大幅提高；而且还原炉内发热量得到提升，多晶硅沉淀的反应速率得到了大幅提高，缩短了还原炉内多晶硅的沉淀反应时间，大幅降低了多晶硅的生产成本。

进一步说明，虽然术语第一、第二等在本文中可以用于描述各种元件，但是这些术语不应该限制这些元件。这些术语仅用于区别一个元件与另一元件。例如，第一元件可以被称为第二元件，并且，类似地，第二元件可以被称为第一元件，这些术语仅用于区别一个元件与另一元件。这没有脱离示例性实施例的范围。类似地，元件一、元件二也不代表元件的顺序，这些术语仅用于区别一个元件与另一元件。如本文所用，术语“和/或”包括一个或多个相关联的列出项目的任意结合和所有结合。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims

1.一种多晶硅还原炉的硅芯结构，其特征在于，包括:第一底座、第二底座、第一硅芯、第二硅芯、第三硅芯、第四硅芯、第一横梁和第二横梁；

所述第一横梁与所述第二横梁平行设置；

所述第一硅芯为圆柱形；所述第二硅芯为圆柱形；

所述第一硅芯与所述第二硅芯的保持预定距离。

2.根据权利要求1所述的多晶硅还原炉的硅芯结构，其特征在于，

所述第一硅芯与所述第三硅芯的直径相同。

3.根据权利要求2所述的多晶硅还原炉的硅芯结构，其特征在于，

所述第二硅芯与所述第四硅芯的直径相同。

4.根据权利要求3所述的多晶硅还原炉的硅芯结构，其特征在于，

所述第一硅芯与所述第二硅芯的直径相同。

5.根据权利要求4所述的多晶硅还原炉的硅芯结构，其特征在于，

所述第一硅芯、所述第二硅芯、所述第三硅芯和所述第四硅芯的长度相等。

6.根据权利要求5所述的多晶硅还原炉的硅芯结构，其特征在于，

所述第一硅芯的下端为向下的锥台体结构；

所述第二硅芯的下端为向下的锥台体结构；

所述第三硅芯的下端为向下的锥台体结构；

所述第四硅芯的下端为向下的锥台体结构。

7.根据权利要求6所述的多晶硅还原炉的硅芯结构，其特征在于，

所述第一硅芯的直径为10mm～15mm。

8.根据权利要求7所述的多晶硅还原炉的硅芯结构，其特征在于，

所述第一硅芯与所述第二硅芯的间距不大于100mm。

9.根据权利要求8所述的多晶硅还原炉的硅芯结构，其特征在于，

所述安装孔一、所述安装孔二、所述安装孔三和所述安装孔四的直径相同。

10.根据权利要求9所述的多晶硅还原炉的硅芯结构，其特征在于，

所述安装孔一的直径为10mm。