CN219409982U - 一种用于单晶炉内减少热量散失的导气筒 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种生产单晶硅的用于单晶炉内减少热量散失的导气筒，由上筒体和下筒体组成，上筒体和下筒体的中心轴共线，上筒体下端固定连接下筒体的下端，上筒体由石墨材料制成，下筒体由陶瓷材料制成，上筒体的上、下端四周边缘沿直径方向分别向外凸出一个凸缘，下凸缘的下表面与下筒体的上表面贴合且固定连接，下筒体的外径与所述的凸缘的外径相同，将筒体设计为上下两个部分，上部分和下部分采用不同的材质，下部分与炉底直接接触，炉底温度较低，可以保证石英陶瓷不受高温影响，从而不会影响石英陶瓷的强度，石英陶瓷的导热性差，可以有效地减少热量散失。

Description

一种用于单晶炉内减少热量散失的导气筒

技术领域

本实用新型涉及生产单晶硅的单晶炉领域，具体是安装在单晶炉内的导气筒结构。

背景技术

当前单晶炉内使用的导气筒是由等静压石墨制成的圆筒形结构，为一个上下贯通的整体的筒体，导气筒的内径设计的尽量大，便于气流通过流畅。但是，由于石墨材质导热性能较强，会导致单晶炉内的热量在导气筒部分大量散失，从而增高了拉晶过程中的引晶功率，同时也降低了炉内的保温性，从而影响拉晶过程中的化料速度以及增加了炉台的漏硅风险。

中国专利号为CN202122613311.3、名称为“一种单晶炉用导气筒及单晶炉”的文献中公开的导气筒，其目的是减小通道内壁附着的挥发物，延长对导气筒本体内部进行清理的周期，导气筒的本体包括第二通道、设置于第二通道两端的第一通道以及连接于第一通道的第三通道，第一通道、第三通道均与第二通道相连通且同轴设置；第一通道的内径沿靠近第二通道的方向逐渐减小，第一通道的内壁与第一通道的中心线之间的夹角为30度-70度；第二通道的内径与第一通道中的最小的内径相同，第三通道的内径与第一通道中的最大的内径相同，任一第三通道能与单晶炉内部连通。其目的是减小通道内壁附着的挥发物，延长对导气筒本体内部进行清理的周期。但是，该导气筒是一个整体结构，存在炉内热量流失的问题。

中国专利号为CN201721802617.0、名称为“一种降低直拉法生产单晶硅拉晶功率的导气筒”的文献中公开的导气筒，在筒体上设置有用于向单晶炉内反射热量的反射片，利用导气筒体上的钼片将热量反射回单晶炉炉膛内再次利用，避免热量散失，但是这种导气筒反射的热量受到反射片体积的限制，所以很有限。

中国专利号为CN202122379288.6、名称为“一种新型单晶炉用导气筒”的文献中公开的导气筒，采用两个筒体内外嵌套的结构，在两个筒体之间至少设有两层隔离层，以使流经通道的气流温度沿通道的流通方向呈阶梯下降，提高导气筒的保温效果，但是这种导气筒由于是内外两个筒体，外径做的较大，内径做的较小，整个导气筒的筒壁较厚，所以增大单晶炉的尺寸，影响单晶炉内热量流动速度。

发明内容

本实用新型的目的在于解决现有导气筒结构存在的上述诸多问题，提出一种新型的用于单晶炉内减少热量散失的导气筒。

本实用新型采用的技术方案是：其由上筒体和下筒体组成，上筒体和下筒体的中心轴共线，上筒体下端固定连接下筒体的下端，上筒体由石墨材料制成，下筒体由陶瓷材料制成。

上筒体的上、下端四周边缘沿直径方向分别向外凸出一个凸缘，下凸缘的下表面与下筒体的上表面贴合且固定连接，下筒体的外径与所述的凸缘的外径相同。

本实用新型采用上述技术方案后的优点是：

1、本实用新型将筒体设计为上下两个部分，上部分和下部分采用不同的材质，下部分为石英陶瓷材质，与炉底直接接触，炉底温度较低，可以保证石英陶瓷不受高温影响，从而不会影响石英陶瓷的强度，石英陶瓷的导热性差，这样的结构及组装方式可以有效地减少热量散失，实验验证后可以降低引晶功率2kW。单个单晶炉台运行时间在400h左右，单个单晶炉台运行一炉结束时可以降耗800kW左右。

2、本实用新型通过改变导气筒的材料，从而可以在同样保温效果的情况下缩小导气筒的直径来减少炉内热量在导气筒部分的散失，在增加单晶炉台保温性的同时有效地降低拉晶过程中引晶功率。

附图说明

图1是本实用新型的立体结构图；

图２是图1中上筒体的结构放大图；

图中：１.上筒体；２.下筒体；３.上凸缘；４.下凸缘；５.上锥孔；６.下锥孔。

具体实施方式

参见图1和图2所示，本实用新型由上筒体1和下筒体2组成，上筒体1和下筒体2的中心轴共线，上筒体1下端固定连接下筒体2的下端。上筒体1的外径小于下筒体2的外径，上筒体1的内径小于下筒体2的内径。

在上筒体1的上端四周边缘沿直径方向向外凸出一个上凸缘3，在上筒体1的下端四周边缘沿直径方向向外凸出一个下凸缘4。上凸缘3和下凸缘4的结构完全相同。下凸缘4的下表面与下筒体2的上表面贴合在一起，固定连接。下筒体2的外径与上凸缘3和下凸缘4的外径相同。

在上凸缘3的位置处，上筒体1的内孔为上锥孔5。在下凸缘4的位置处，上筒体1的内孔为下锥孔6。在上锥孔5和下锥孔6之间是直圆孔，上筒体1的内径就是直圆孔的内径，小下筒体2的内径。

上锥孔5是上端是大端，下端是小端的锥孔。下锥孔6是上端是小端，下端是大端的锥孔。上锥孔5和下锥孔6的结构相同，只是相对于上筒体1的中心点上下对称布置。上锥孔5和下锥孔6大端处的内径与下筒体2的内径相同，小端处的内径与上筒体1的内径相同。

上筒体1由石墨材料制成，下筒体2由陶瓷材料制成。上筒体1和下筒体2的轴向高度相等，不易变形。

在单晶炉台装炉时便装入本实用新型导气筒，导气筒安装在单晶炉底部，与炉底直接接触，导气筒在炉底保温内部，起到减少热量散失的作用。严格控制其他变量，如保温筒毡及热屏毡，在不更换加热器及其他影响引晶功率的变量的部件时，炉台上一炉引晶功率为76kW，装入本实用新型导气筒后引晶功率下降到74kW。

在获得同样引晶功率的情况下，导气筒的内径能缩小20mm，从而减少热量的散失。下筒体2的陶瓷材质与炉底直接接触，炉底温度较低，可以保证石英陶瓷不受高温影响，从而不会影响石英陶瓷的强度，石英陶瓷的导热性差，这样的结构及组装方式可以缩小其温差变化幅度，使通道保持畅通，提高通气效果，有效地减少热量散失。

Claims (4)

1.一种用于单晶炉内减少热量散失的导气筒，其特征是：由上筒体（1）和下筒体（2）组成，上筒体（1）和下筒体（2）的中心轴共线，上筒体（1）下端固定连接下筒体（2）的上端，上筒体（1）由石墨材料制成，下筒体（2）由陶瓷材料制成。

2.根据权利要求1所述的一种用于单晶炉内减少热量散失的导气筒，其特征是：上筒体（1）的上、下端四周边缘沿直径方向分别向外凸出一个凸缘，下凸缘的下表面与下筒体的上表面贴合且固定连接，下筒体（2）的外径与所述的凸缘的外径相同。

3.根据权利要求1所述的一种用于单晶炉内减少热量散失的导气筒，其特征是：在上、下凸缘的位置处的上筒体（1）的内孔均为锥孔，上锥孔（5）的上端是大端，下端是小端的锥孔；下锥孔（6）的上端是小端，下端是大端，上锥孔（5）和下锥孔（6）的结构相同，相对于上筒体（1）的中心点上下对称布置，下筒体（2）的内径和所述的锥孔的大端的内径相同。

4.根据权利要求1所述的一种用于单晶炉内减少热量散失的导气筒，其特征是：上筒体（1）和下筒体（2）的轴向高度相等。