CN213061100U - 一种带分气环的单晶炉炉盖 - Google Patents

Abstract

本申请涉及单晶生产设备的领域，尤其是涉及一种带分气环的单晶炉炉盖，其包括炉盖以及竖直设置在炉盖上方的喉口管道，所述喉口管道与所述炉盖内侧连通，所述喉口管道上端设置有往主炉室内通入氩气的分气环组件，所述分气环组件上设置有总进气管，所述总进气管一端与所述分气环组件连通，所述总进气管另外一端与氩气源连接，所述分气环组件上开设有与炉体内连通的总进气口。本申请具有解决氩气充入到炉体内时，产生的涡流以及直接将氩气充入到炉体内导致气流在炉体内分布的不均匀的效果。

Description

一种带分气环的单晶炉炉盖

技术领域

本申请涉及单晶生产设备的领域，尤其是涉及一种带分气环的单晶炉炉盖。

背景技术

目前单晶炉是一种在惰性气体环境中,用石墨加热器将多晶硅等多晶材料熔化,用直拉法生长无错位单晶的设备。在人工晶体行业里广泛用到。一般硅单晶体制造方法如下：把高纯度的多晶硅原料放入高纯石英坩埚，通过石墨加热器产生的高温将其熔化；然后，对熔化的硅液稍做降温，使之产生一定的过冷度，再用一根固定在籽晶轴上的硅单晶体插入熔体表面，待籽晶与熔体熔和后，慢慢向上拉籽晶，晶体便会在籽晶下端生长；接着，控制籽晶生长出一段长为100m m左右、直径为3～5mm的细颈，用于消除高温溶液对籽晶的强烈热冲击而产生的原子排列的位错，接着，突然提高拉速进行转肩操作，使肩部近似直角；然后，进入等径工艺，通过控制热场温度和晶体提升速度，生长出一定直径规格大小的单晶柱体。

参照图5，单晶炉炉体由主炉室6、炉盖7、旋阀8、副室9等几部分组成。其中炉盖7位于主炉室6和旋阀8之间。单晶生产过程中，一炉会连续拉制多根单晶。在一根晶棒拉制完成后，需要关闭旋阀8，取出晶棒并向主炉室6内继续加料。这一过程中需要通过炉盖7向炉体内充氩气以保证炉内硅料挥发物可以随氩气沿抽气管道抽出炉体。

针对上述中的相关技术，发明人认为存在氩气通过炉盖直接通入到炉体内时，气流在炉体内会分布的不均匀，使炉体内发生涡流的缺陷。

实用新型内容

为了解决氩气充入到炉体内时，产生的涡流以及直接将氩气充入到炉体内导致气流在炉体内分布的不均匀的问题，本申请提供一种带分气环的单晶炉炉盖。

本申请提供的一种带分气环的单晶炉炉盖采用如下的技术方案：

一种带分气环的单晶炉炉盖，包括炉盖以及竖直设置在炉盖上方的喉口管道，所述喉口管道与所述炉盖内侧连通，所述喉口管道上端设置有往主炉室内通入氩气的分气环组件，所述分气环组件上设置有总进气管，所述总进气管一端与所述分气环组件连通，所述总进气管另外一端与氩气源连接，所述分气环组件上开设有与炉体内连通的总进气口。

通过采用上述技术方案，本申请设置的分气环组件和总进气管，使氩气能够通过总气管通入到分气环组件内部，然后通过分气环组件上的总进气口通入到主炉室内部，通过设置的分气环组件使氩气能够均匀的通入到主炉室内，防止主炉室内部产生涡流。

优选的，所述分气环组件包括固定连接在喉口管道上端开口边缘处的上法兰以及固定连接在上法兰内壁上呈环形的挡板，所述上法兰的内壁上从上向下依次开设有第一环形槽、第二环形槽和第三环形槽，三者与所述挡板之间均形成独立的空气腔，所述总进气管的一端与第一环形槽内部连通，所述第一环形槽、所述第二环形槽和所述第三环形槽之间相连通，所述挡板上且位于所述第三环形槽的位置开设有若干个第三进气口。

通过采用上述技术方案，设置的第一环形槽、第二环形槽和第三环形槽，通过增加环形槽的数量，来改善主炉室内氩气气体的分布状况，减少氩气在主炉室内产生涡流，以及将主炉室内的杂质根据氩气气体挥发掉。

优选的，所述第一环形槽的底壁上周向且等距开设有两个与第二环形槽连通的第一进气口，所述第二环形槽的底壁上周向且等距开设有四个与第三环形槽连通的第二进气口，所述第三进气口在所述挡板周向等距设置有八个。

通过采用上述技术方案，设置的第一进气口、第二进气口和第三进气口不同的数量，并且在环形槽上等距设置的进气口，保证每一路进气的通路一样长，使氩气气体通过总进气管能够更均匀的通入到主炉室内。

优选的，所述炉盖包括内盖和外盖，所述内盖和外盖之间形成第一空腔，所述喉口管道包括内管和外管，所述内管和所述外管之间形成第二空腔，所述第一空腔和所述第二空腔之间相互连通，所述炉盖外设置有冷却组件，所述冷却组件包括连接在外盖靠近下端侧壁上且与第一空腔连通的进水管以及连接在外管靠近上端的侧壁上且与第二空腔连通的出水管，所述进水管与厂房内的总进水管道连接，所述出水管与厂房内的总回水管道连接。

通过采用上述技术方案，设置的冷却组件，使厂房内设置的冷却水能够通过总进水管道通入到炉盖上的第一空腔和第二空腔，单晶炉在工作时，会释放大量的热量，热量会传递到炉盖上，使炉盖的温度升高，冷却水能够对炉盖的温度进行降温，防止工作人员在检查时，烫伤工作人员。

优选的，所述炉盖下端开口的边缘处固定连接有下法兰，所述下法兰的下表面固定连接有环形的凸环，所述凸环表面上设置有密封垫。

通过采用上述技术方案，设置的凸环和密封垫能够使炉盖和主炉室密封的更加紧密，防止氩气从炉盖和主炉室之间的缝隙漏出。

优选的，所述炉盖上设置有观察窗。

通过采用上述技术方案，设置的观察窗能够方便工作人员随时观察主炉室内的反应情况，不需要工作人员经常打开炉盖，提高了工作效率。

附图说明

图1是本申请实施例的整体结构示意图；

图2是本申请实施例体现分气环组件的剖视图；

图3是图2中A处的放大示意图；

图4是本申请实施例体现第一进气口和第二进气口的示意图；

图5是本申请的背景技术图。

附图标记说明：1、炉盖；11、内盖；12、外盖；13、观察窗；14、下法兰；141、凸环；142、密封垫；2、喉口管道；21、内管；22、外管；3、分气环组件；31、上法兰；311、第一环形槽；3111、第一进气口；312、第二环形槽；3121、第二进气口；313、第三环形槽；32、挡板；321、第三进气口；4、总进气管；5、冷却组件；51、进水管；52、出水管。

具体实施方式

以下结合附图1-4对本申请作进一步详细说明。

参照图1，本申请实施例公开一种带分气环的单晶炉炉盖，包括炉盖1和垂直固定连接在炉盖1上方的喉口管道2，喉口管道2与炉盖1内侧连通，在喉口管道2上端开口处设置有分气环组件3，在工作时，炉盖1盖设在主炉室上端开口处，喉口管道2上端与副室连通，氩气通过分气环组件3通入到主炉室内，保证炉内硅料挥发物可以随氩气沿抽气管道抽出炉体。

参照图2和图3，在分气环组件3上设置有总进气管4，总进气管4一端与分气环组件3连通，另外一端与炉盖1外侧设置的氩气源连接，使单晶炉在工作时，氩气能够源源不断的通入到主炉室内，分气环组件3包括上法兰31和挡板32，上法兰31固定连接在喉口管道2上端开口的边缘处，挡板32呈环形且固定连接在上法兰31的内壁上，在上法兰31的内壁上分别开设有大小相同的第一环形槽311、第二环形槽312和第三环形槽313，三者之间相互平行设置且在上法兰31的内壁上从上向下依次为第一环形槽311、第二环形槽312和第三环形槽313，挡板32固定在上法兰31的内壁上，挡板32与第一环形槽311、第二环形槽312和第三环形槽313之间均形成密闭的空气腔，总进气管4与第一环形槽311内部连通，氩气能够通过总进气管4通入到第一环形槽311内。

参照图2和图4，在第一环形槽311的底壁上且沿其周向等距开设有两个第一进气口3111，在第二环形槽312的底壁上且沿其周向等距开设有四个第二进气口3121，在挡板32上且与第三环形槽313对应的位置周向等距开设有八个第三进气口321，第一环形槽311、第二环形槽312和第三环形槽313之间通过开设的第一进气口3111和第二进气口3121相互连通，氩气能够经过总进气管4均匀的通入到第一环形槽311、第二环形槽312和第三环形槽313，然后通过第三进气口321通入到主炉室内部，使氩气气流在主炉室内分布的更均匀，减少了涡流的发生，使主炉室内的杂质更容易被氩气气流带走，保持了拉晶环境的清洁。

参照图1和图2，炉盖1和喉口管道2均为双层且内部为中空结构，炉盖1包括内盖11和外盖12，内盖11和外盖12之间形成第一空腔，喉口管道2包括内管21和外管22，内管21和外管22之间形成第二空腔，第一空腔和第二空腔相连通，在工作时，第一空腔和第二空腔内部会充满水，防止在工作时，炉盖1温度升高，在炉盖1的外侧设置有冷却组件5，冷却组件5包括进水管51和出水管52，进水管51和单晶炉设备的总进水管道连接，出水管52和单晶炉设备的总回水管道连接，在厂房内设置有水泵和冷却水，使冷却水通过水泵通入到总进水管道内，从而流入到进水管51内，对炉盖1进行降温，设置的冷却组件5，使水箱内的冷却水能够通过水泵通入到炉盖1上的第一空腔和第二空腔，单晶炉在工作时，会释放大量的热量，热量会传递到炉盖1上，使炉盖1的温度升高，水箱内的冷却水能够对炉盖1的温度进行降温，防止工作人员在检查时，烫伤工作人员。

在炉盖1外表面上设置有观察窗13，设置的观察窗13能够方便工作人员随时观察主炉室内的反应情况，不需要工作人员经常打开炉盖1，提高了工作效率。

在炉盖1下端开口的边缘处固定连接有下法兰14，下法兰14的下表面固定连接有凸环141，所述凸环141远离下法兰14的表面上固定连接有密封垫142，工作时，炉盖1盖设在主炉室的上端开口处，设置的凸环141和密封垫142能够使炉盖1和主炉室密封的更加紧密，防止氩气从炉盖1和主炉室之间的缝隙漏出。

本申请实施例一种带分气环的单晶炉炉盖1的实施原理为：单晶炉在反应时，炉盖1盖设在主炉室上，主炉室外侧设置的氩气能够通过总进气管4通入到第一环形槽311内，然后通过第一进气口3111、第二进气口3121和第三进气口321，使氩气均匀的通入到主炉室内。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种带分气环的单晶炉炉盖，其特征在于：包括炉盖(1)以及竖直设置在炉盖(1)上方的喉口管道(2)，所述喉口管道(2)与所述炉盖(1)内侧连通，所述喉口管道(2)上端设置有往主炉室内通入氩气的分气环组件(3)，所述分气环组件(3)上设置有总进气管(4)，所述总进气管(4)一端与所述分气环组件(3)连通，所述总进气管(4)另外一端与氩气源连接，所述分气环组件(3)上开设有与炉体内连通的总进气口。

2.根据权利要求1所述的一种带分气环的单晶炉炉盖，其特征在于：所述分气环组件(3)包括固定连接在喉口管道(2)上端开口边缘处的上法兰(31)以及固定连接在上法兰(31)内壁上呈环形的挡板(32)，所述上法兰(31)的内壁上从上向下依次开设有第一环形槽(311)、第二环形槽(312)和第三环形槽(313)，三者与所述挡板(32)之间均形成独立的空气腔，所述总进气管(4)的一端与第一环形槽(311)内部连通，所述第一环形槽(311)、所述第二环形槽(312)和所述第三环形槽(313)之间相连通，所述挡板(32)上且位于所述第三环形槽(313)的位置开设有若干个第三进气口(321)。

3.根据权利要求2所述的一种带分气环的单晶炉炉盖，其特征在于：所述第一环形槽(311)的底壁上周向且等距开设有两个与第二环形槽(312)连通的第一进气口(3111)，所述第二环形槽(312)的底壁上周向且等距开设有四个与第三环形槽(313)连通的第二进气口(3121)，所述第三进气口(321)在所述挡板(32)周向等距设置有八个。

4.根据权利要求1所述的一种带分气环的单晶炉炉盖，其特征在于：所述炉盖(1)包括内盖(11)和外盖(12)，所述内盖(11)和外盖(12)之间形成第一空腔，所述喉口管道(2)包括内管(21)和外管(22)，所述内管(21)和所述外管(22)之间形成第二空腔，所述第一空腔和所述第二空腔之间相互连通，所述炉盖(1)外设置有冷却组件(5)，所述冷却组件(5)包括连接在外盖(12)靠近下端侧壁上且与第一空腔连通的进水管(51)以及连接在外管(22)靠近上端的侧壁上且与第二空腔连通的出水管(52)，所述进水管(51)与厂房内的总进水管道连接，所述出水管(52)与厂房内的总回水管道连接。

5.根据权利要求1所述的一种带分气环的单晶炉炉盖，其特征在于：所述炉盖(1)下端开口的边缘处固定连接有下法兰(14)，所述下法兰(14)的下表面固定连接有环形的凸环(141)，所述凸环(141)表面上设置有密封垫(142)。

6.根据权利要求1所述的一种带分气环的单晶炉炉盖，其特征在于：所述炉盖(1)上设置有观察窗(13)。

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