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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Auffüllanlage zum Auffüllen eines Rohstoffes sowie eine eine solche Auffüllanlage aufweisende Wachstumsanlage.
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Im allgemeinen kann eine Einkristallingot-Wachstumsanlage eine Kammer aufweisen, in der sich ein Raum befindet, einen Tiegel, der in der Kammer aufgestellt ist, damit ein polykristalliner Rohstoff eingebracht werden kann, und Hebeelemente, um ein Impfkristall in die in dem Tiegel enthaltene Schmelze einzutauchen und einen wachsenden Einkristallingot allmählich zu heben.
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Um die Einbringung eines Rohstoffes in einen in einer Kammer befindlichen Tiegel zu erleichtern, wird eine Anlage zum Auffüllen des Rohstoffes benötigt. Die Auffüllanlage ist in Form eines Gefäßes gebildet, das mit einem Einführungsstutzen, einem Austrittsstutzen und einem Innenraum für die Lagerung des Rohstoffes versehen ist. Der Austrittsstutzen ist geschlossen, wenn der Raum mit dem Rohstoff gefüllt ist, und er ist geöffnet, wenn der Rohstoff dem Tiegel zugeführt wird.
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Die Auffüllanlage kann verwendet werden, wenn der Rohstoff zum ersten Mal in den Tiegel eingebracht wird, und sie kann auch verwendet werden, wenn der die Schmelze enthaltende Tiegel mit dem Rohstoff aufgefüllt wird.
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Um den Rohstoff dem Tiegel zuzuführen, wird die Auffüllanlage mit einer Hebevorrichtung abgesenkt, um sie an den Tiegel in der Kammer anzugrenzen. Wenn die Auffüllanlage so positioniert ist, dass sie an den Tiegel angrenzt, kann der Austrittsstutzen der Auffüllanlage außerdem geöffnet werden, und der gelagerte Rohstoff kann in den Tiegel eingebracht werden. Da sich die Auffüllanlage der Schmelze in dem Tiegel für den Nachschub des Rohstoffes sehr stark nähert, kann die Auffüllanlage während des Auffüllens durch die Schmelze kontaminiert werden.
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Eine Auffüllanlage gemäß dem Oberbegriff des beigefügten Anspruches 1 ist in der
WO 2012/108563 A1 beschrieben.
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Die
JP 2008-88 001 A offenbart eine Auffüllanlage mit einem einen Einführungsstutzen und einen Austrittsstutzen aufweisenden Hauptteil und einer einen konusförmigen Verschluss aufweisenden Öffnungs- und Schließ-Einstellvorrichtung.
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Weitere Auffüllanlagen sind aus
JP 2010-006657 A ,
JP 2010-83685 A und
US 2011/0036860 A1 bekannt.
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Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, eine Auffüllanlage und eine eine Auffüllanlage aufweisende Wachstumsanlage bereitzustellen, bei denen die Kontamination durch Schmelze und die Beschädigung von Komponenten um die Auffüllanlage herum verhindern werden kann.
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Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Die Erfindung wird durch die Merkmale der abhängigen Ansprüche weitergebildet.
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Die Begleitzeichnungen, die eingeschlossen sind, um ein weitergehendes Verständnis für die Erfindung zu liefern, und in diese Anmeldung integriert sind und einen Teil von ihr bilden, veranschaulichen Ausführungsart(en) der Erfindung und dienen zusammen mit der Beschreibung der Erläuterung des Prinzips der Erfindung. In den Zeichnungen ist:
- 1 eine erste perspektivische Ansicht, die eine erfindungsgemäße Auffüllanlage veranschaulicht;
- 2 eine zweite perspektivische Ansicht, die die in 1 gezeigte Auffüllanlage veranschaulicht;
- 3 eine Unteransicht, die die in 1 gezeigte Auffüllanlage veranschaulicht;
- 4 eine perspektivische Explosionsansicht, die die mit einer gestrichelten Linie in 2 gezeigte erste Abdeckung veranschaulicht;
- 5 ist eine perspektivische Ansicht, die den Zusammenbau der ersten, in 4 gezeigten Abdeckung veranschaulicht;
- 6 ist eine Draufsicht, die eine Vielzahl von in 3 gezeigten Abdeckplatten veranschaulicht;
- 7 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Öffnungs- und Schließ-Einstellvorrichtung veranschaulicht, die die in 3 gezeigten Abdeckplatten abstützt;
- 8 ist eine Querschnittsansicht, die die Abdeckplatten und die Öffnungs- und Schließ-Einstellvorrichtung von 7 entlang der Linie AB in 7 veranschaulicht;
- 9 ist eine vergrößerte Ansicht, die den in 7 gezeigten Stützkegel veranschaulicht;
- 10 ist eine Querschnittsansicht, die eine typische Auffüllanlage veranschaulicht;
- 11 ist eine Ansicht, die Abdeckungen gemäß einer weiteren Ausführungsart veranschaulicht;
- 12 ist eine Ansicht, die Abdeckplatten der in 11 gezeigten Abdeckungen veranschaulicht;
- 13 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Auffüllanlage gemäß einer weiteren Ausführungsart veranschaulicht;
- 14 ist eine Querschnittsansicht, die eine Einkristall-Wachstumsanlage einschließlich einer Auffüllanlage gemäß einer Ausführungsart veranschaulicht; und
- 15a bis 15c sind Ansichten, die das Füllen des Tiegels mit einem Rohstoff unter Verwendung einer Auffüllanlage gemäß einer Ausführungsart veranschaulichen.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Die Ausführungsarten werden anhand der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den Begleitzeichnungen noch verständlicher. In der Beschreibung von Ausführungsarten versteht sich, dass, wenn eine Schicht (oder ein Film), ein Bereich, ein Muster oder eine Struktur als „auf“ einer anderen Schicht (oder einem Film), einem Bereich, einer Unterlage oder einem Muster befindlich bezeichnet wird, die Terminologie von „auf“ und „unter“ die Bedeutung sowohl von „direkt“ als auch von „indirekt“ einschließt. Weiterhin erfolgt der Verweis über „auf“ und „unter“ jeder Schicht auf der Grundlage von Zeichnungen.
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Es wird vorausgesetzt, dass aus Gründen der Einfachheit und Klarheit der Veranschaulichung die Abmessungen einiger Elemente in Bezug auf andere Elemente überspitzt, weggelassen oder schematisch gezeigt sind. Außerdem sind die in den Zeichnungen gezeigten Elemente nicht unbedingt maßstabsgetreu gezeichnet. Wann immer dies möglich ist, werden dieselben Bezugsziffern auf allen Zeichnungen verwendet, um die gleichen oder ähnliche Teile zu bezeichnen. Nachfolgend werden eine Auffüllanlage und eine Einkristall-Wachstumsanlage einschließlich dieser gemäß den Ausführungsarten unter Bezugnahme auf die Begleitzeichnungen beschrieben.
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1 ist eine erste perspektivische Ansicht, die eine Auffüllanlage 100 gemäß einer Ausführungsart veranschaulicht. 2 ist eine zweite perspektivische Ansicht, die die in 1 gezeigte Auffüllanlage 100 veranschaulicht, und 3 ist eine Unteransicht, die die in 1 gezeigte Auffüllanlage 100 veranschaulicht.
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Unter Bezugnahme auf die 1 bis 3 ist die Auffüllanlage 100 eine Vorrichtung zum Füllen eines Gefäßes (z.B. eines Tiegels), das sich in einer Reaktionskammer befindet (z.B. einer Kammer für das Züchten eines Einkristalles), mit einem Rohstoff (z.B. eine Polysiliziummasse).
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Die Auffüllanlage 100 umfasst ein Hauptteil 10, der mit Einführungsstutzen 13-1 und 13-2 und einem Austrittsstutzen 15, einer zur Abdeckung des Austrittsstutzens 15 mit einem unteren Ende des Hauptteils 10 verbundenen Abdeckeinheit 20, und einer Öffnungs- und Schließ-Einstellvorrichtung 30 zum Verstellen der Abdeckeinheit 20, um den Austrittsstutzen 15 zu öffnen zu schließen, versehen ist.
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Das Hauptteil 10 kann mit einem durchbrochenen Abschnitt versehen sein, der an beiden Enden 12 und 14 offen ist, sich in einer Längsrichtung erstreckt und hohl ist. Das Hauptteil 10 kann z.B. die Form eines zylindrischen Rohres oder Schlauches haben, doch die Ausführungsarten sind nicht darauf beschränkt. Das Hauptteil 10 kann jede beliebige Form haben, die einen Raum für die Lagerung eines Rohstoffes bereitstellt. Der Querschnitt des Hauptteils 10 kann z.B. verschiedene Formen haben, einschließlich eines Kreises, einer Ellipse oder eines Polygons.
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Hierbei kann sich das Ende auf ein Ende auf einer Seite des Hauptteils 10 beziehen.
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Das erste Ende 12 des Hauptteils 10 kann mit Einführungsstutzen 13-1 und 13-2 zur Einführung eines Rohstoffes durch diesen hindurch vorgesehen sein und das zweite Ende 14 kann mit einem Austrittsstutzen für den Austritt des eingeführten Rohstoffes versehen sein. Dabei können das erste Ende 12 und das zweite Ende 14 an gegenüberliegenden Seiten des Hauptteils 10 angeordnet sein.
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Jedes der ersten und zweiten Enden 12 und 14 des Hauptteils 10 kann zylindrisch sein, aber die Ausführungsarten sind nicht darauf beschränkt. Abhängig von der Form des Hauptteils 10 kann dieses kreisförmig, elliptisch oder polygonal sein.
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Das Hauptteil 10 erstreckt sich in einer diametralen Richtung und kann mit einem Führungsteil 18 versehen sein, dessen beide Enden an zwei verschiedenen Abschnitten des ersten Endes 12 befestigt sind.
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Das erste Ende 12 des Hauptteils 10 kann mit zwei Einführungsstutzen 13-1 und 13-2 versehen sein, die durch das Führungsteil 18 in einen ersten Einführungsstutzen 13-1 und einen zweiten Einführungsstutzen 13-2 aufgeteilt sein können. Dabei kann die diametrale Richtung des Hauptteils 10 senkrecht zu der Längsrichtung des Hauptteils 10 verlaufen.
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Das Führungsteil 18 kann die Form einer Platte oder eines Stabes haben. Ein Ende davon kann mit einem Abschnitt des ersten Endes 12 verbunden sein und das andere Ende des ersten Endes 12 kann mit einem anderen Abschnitt verbunden sein. Das Führungsteil 18 kann mit einem Durchgangsloch 18-1 versehen sein, das zwischen dem einen Ende und dem anderen Ende des Führungsteils 18 gebildet ist, damit ein Träger 34 der Öffnungs- und Schließ-Einstellvorrichtung 30 in dieses eingeschoben werden kann.
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Das Durchgangsloch 18-1 kann z.B. in der Mitte des Führungsteils 18 gebildet sein. Das Durchgangsloch 18-1 kann mit der Mitte der Öffnung 24 einer Abdeckeinheit 20 fluchten, die weiter unten beschrieben wird.
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Ein Stoppüberstand 19 kann an der äußeren Umfangsfläche des Hauptteils 10, angrenzend an das erste Ende 12, gebildet sein. Der Stoppüberstand 19 kann in Form eines Ringes gebildet sein, der von der oberen äußeren Umfangsfläche des Hauptteils 10 horizontal vorsteht, aber die Ausführungsarten sind nicht darauf beschränkt. In anderen Ausführungsarten kann eine Vielzahl von Stoppüberständen 19 an einen in der Kammer vorgesehenen Halteüberstand 701 angehängt und von ihm abgestützt werden (siehe 14), was weiter unten beschrieben wird.
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Die äußere Umfangsfläche des zweiten Endes 14 des Hauptteils 10 kann mit einem Vorsprung 14-1 versehen sein. Der Vorsprung 14-1 kann so gebildet sein, dass er von der äußeren Umfangsfläche des Hauptteils 10 nach außen gerichtet vorsteht. Der Vorsprung 14-1 kann z.B. ein Flansch sein, der sich an dem zweiten Ende 14 des Hauptteils 10 befindet. Ein Ende der Abdeckeinheit 20 kann mit dem Vorsprung 14-1 verbunden sein.
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Der Vorsprung 14-1 kann in Form eines Ringes gebildet sein, aber die Ausführungsarten sind nicht darauf beschränkt. D.h., in anderen Ausführungsarten kann eine Vielzahl von Vorsprüngen an der äußeren Umfangsfläche und zueinander beabstandet angeordnet sein, und jeder der Vorsprünge kann mit einer entsprechenden der Abdeckungen 20-1, 20-2, 20-3 und 20-4 der Abdeckeinheit 20 verbunden sein.
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Das Hauptteil 10 kann aus Quarz hergestellt sein, um die Kontamination des darin gelagerten Rohstoffes zu verhindern aber die Ausführungsarten sind nicht darauf beschränkt.
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Die Abdeckeinheit 20 kann in Form einer Platte mit einer Öffnung 24 in ihrer Mitte gebildet sein und sie kann in eine Vielzahl von Teilen aufgeteilt sein. Die Abdeckeinheit 20 kann z.B. in Form einer kreisförmigen Platte mit einer kreisförmigen Öffnung 24 in ihrer Mitte gebildet sein, und sie kann in eine Vielzahl von Abdeckungen 20-1 bis 20-n aufgeteilt sein (wobei n eine natürliche Zahl größer 1 ist). Die Abdeckungen 20-1 bis 20-n (wobei n eine natürliche Zahl größer 1 ist) können jeweils mit verschiedenen Abschnitten des Vorsprunges 14-1 verbunden sein.
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Die Abdeckeinheit 20 kann eine Vielzahl von Abdeckungen 20-1 bis 20-n aufweisen (wobei n eine natürliche Zahl größer 1 ist). Die Anzahl der Abdeckungen 20-1 bis 20-n (wobei n eine natürliche Zahl größer 1 ist) kann gleich oder größer 2 sein.
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Jede der Abdeckungen 20-1 bis 20-n (z.B. n=4) kann ein Ende aufweisen, das mit dem zweiten Ende 14 des Hauptteils 10 verbunden ist, und kann sich um das eine Ende drehen, das mit dem zweiten Ende 14 verbunden ist, um den Austrittsstutzen 15 drehbar zu öffnen oder zu schließen.
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Die Länge jede der Abdeckungen 20-1 bis 20-n (z.B. n=4) beträgt weniger als der halbe Durchmesser des Austrittsstutzens 15. Demzufolge gilt: wenn der Austrittsstutzen 15 durch die Abdeckungen 20-1 bis 20-n (z.B. n=4) geschlossen ist, kann sich die Öffnung 24 in der Mitte des Austrittsstutzens 15 befinden.
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Wenn der Austrittsstutzen 15 durch die Abdeckungen 20-1 bis 20-n (z.B. n=4) geschlossen ist, können die Abdeckungen die Form einer Platte oder eines Brettes aufweisen, die in ihrer Mitte eine Öffnung 24 besitzt.
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In 1 können die Abdeckungen 20-1 bis 20-n (z.B. n=4) in einen geschlossenen Zustand gebracht werden, um den Austrittsstutzen 15 zu verschließen. In 2 können die Abdeckungen 20-1 bis 20-n (z.B. n=4) in einen offenen Zustand gebracht werden, um den Austrittsstutzen 15 zu öffnen.
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Während die Öffnung 24 in den 1 und 3 als kreisförmig veranschaulicht ist, sind die Ausführungsarten nicht darauf beschränkt. In anderen Ausführungsarten kann die Öffnung 24 eine elliptische oder eine polygonale Form haben.
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In den 1 bis 3 können die Abdeckungen 20-1 bis 20-n (z.B. n=4) im geschlossenen Zustand die Form einer kreisförmigen Platte mit einer Öffnung 24 in ihrer Mitte besitzen.
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Doch die Form der Abdeckungen 20-1 bis 20-n (z.B. n=4) im geschlossenen Zustand kann durch die Form des Austrittsstutzens 15 bestimmt werden. In anderen Ausführungsarten kann die Form im geschlossenen Zustand elliptisch oder polygonal sein.
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Die Abdeckungen 20-1 bis 20-n (z.B. n=4) können in einem bestimmten Abstand zueinander beabstandet sein und ein Ende jede der Abdeckungen kann mit dem Vorsprung 14-1 verbunden sein. Zu diesem Zeitpunkt kann der Abstand unter den Abdeckungen 20-1 bis 20-n (z.B. n=4) weniger als der Durchmesser der in der Auffüllanlage zu lagernden Rohstoffmasse sein.
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Jede der Abdeckungen 20-1 bis 20-n (z.B. n=4) kann eine Abdeckplatte und Verbindungsteile einschließlich einer Vielzahl von Schrauben und Muttern umfassen.
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4 ist eine perspektivische Explosionsansicht, die in dem Abschnitt von 2 mit der gestrichelten Linie 11 eine erste Abdeckung 20-1 zeigt, und 5 ist eine perspektivische Ansicht, die den Zusammenbau der in 4 gezeigten, ersten Abdeckung 20-1 veranschaulicht. Die Konstruktion der zweiten bis vierten Abdeckung 20-2 bis 20-4 kann dieselbe sein wie die der ersten Abdeckung 20-1.
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Unter Bezugnahme auf die 4 und 5 kann die erste Abdeckung 20-1 eine Abdeckplatte 310 und Verbindungsteile 322, 324, 332, 334, 352 und 354 aufweisen.
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Jede der Abdeckplatten 310, 320, 330 und 340 (siehe 7) kann ein Verlängerungsstück 312, 322, 332, 342 (siehe 7) aufweisen, das sich von einem seiner Enden aus erstreckt, und ein Durchgangsloch 101, 102, 103, 104, das zwei, einander zugewandte Seitenflächen des Verlängerungsstücks 312, 322, 332, 342 durchdringt.
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Die Abdeckplatte 310 kann z.B. ein Verlängerungsstück 312 aufweisen, das sich von ihr aus erstreckt, und das Verlängerungsstück 312 kann mit einem Durchgangsloch 101 versehen sein, das das Verlängerungsstück 312 in horizontaler Richtung durchdringt. Dabei kann die horizontale Richtung die Richtung sein, in der zwei einander zugewandte Seitenflächen des Verlängerungsstückes 312 hindurchgeführt werden.
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Die Verbindungsteile 322, 324, 332, 334, 352 und 354 können das Verlängerungsstück 312 mit dem Vorsprung 14-1 verbinden. Die Abdeckplatte 310 kann sich um die Verbindungsteile 322, 324, 332, 334, 352 und 354 drehen.
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Die Verbindungsteile 322, 324, 332, 334, 352 und 354 können z.B. erste und zweite Befestigungsschrauben 322a und 324, eine Verbindungsschraube 332a und erste bis dritte Schraubenmuttern 334, 352 und 354 aufweisen.
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Die erste Befestigungsschraube 322a kann einen ersten Teil 322-1 mit einem Durchgangsloch 301 und einen zweiten Teil 322-2 aufweisen, der sich von dem ersten Teil 322-1 aus erstreckt. Die zweite Befestigungsschraube 324 kann einen ersten Teil 324-1 mit einem Durchgangsloch 302 und einen zweiten Teil 324-2 aufweisen, der sich von dem ersten Teil 324-1 aus erstreckt.
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Die zweiten Teile 322-2 und 324-2 können die Form eines Polyeders oder einer Kreuzstruktur aufweisen. Die Enden der zweiten Teile 322-2 und 324-2 können mit Gewinden versehen sein, um sie mit den zweiten und dritten Schraubenmuttern zu verbinden.
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Die erste Befestigungsschraube 322a kann an einer Seite des Verlängerungsstückes 312 angeordnet sein und die zweite Befestigungsschraube 324 kann an einer anderen Seite des Verlängerungsstückes 312 angeordnet sein.
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Die Verbindungsschraube 332a kann durch das Durchgangsloch 301 der ersten Befestigungsschraube 322a, das Durchgangsloch 101 des Verlängerungsstückes 312 und das Durchgangsloch 302 der zweiten Befestigungsschraube 324 mit einer ersten Schraubenmutter 334 verbunden sein.
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D.h, die Verbindungsschraube 332a kann die ersten und zweiten Befestigungsschrauben 322a und 324 und das Verlängerungsstück 312 miteinander verbinden und die Abdeckplatte 310 kann sich um die Verbindungsschraube 332a drehen.
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Der Vorsprung 14-1 kann eine Vielzahl von Durchgangslöchern (z.B. 342 und 344) aufweisen, die es erlauben, dass die zweiten Teile 322-2 und 324-2 der ersten und zweiten Befestigungsschrauben 322a und 324 in diese eingesteckt werden.
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Die Form der Querschnitte der Durchgangslöcher (z.B. 342 und 344) kann durch die Form der zweiten Teile 322-2 und 324-2 bestimmt werden. Die Form der Querschnitte der Durchgangslöcher (z.B. 342 und 344) kann z.B. ein Dreieck, ein Rechteck oder ein Kreuz sein, so dass die zweiten Teile 322-2 und 324-2 in diese eingesteckt werden.
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Der zweite Teil 322-2 der ersten Befestigungsschraube 322a kann durch das Durchgangsloch 342 verlaufen, das in dem Vorsprung 14-1 gebildet ist. Das Ende des zweiten Teils 322-2 kann, nachdem es durch das Durchgangsloch 342 gelangt ist, mit der zweiten Schraubenmutter 352 verbunden werden.
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Der zweite Teil 324-2 der zweiten Befestigungsschraube 324 kann durch das in dem Vorsprung 14-1 gebildete Durchgangsloch 344 hindurchführen. Das Ende des zweiten Teils 324-2 kann, nachdem es durch das Durchgangsloch 342 gelangt ist, mit der dritten Schraubenmuttern 354 verbunden werden.
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Durch die ersten und zweiten Befestigungsschrauben 322a und 324 und die zweiten und dritten Schraubenmuttern 352 und 354 kann die Abdeckplatte 310 an dem Vorsprung 14-1 befestigt werden.
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Da die ersten und zweiten Befestigungsschrauben 322a und 324 an beiden Seiten des Verlängerungsstückes 312 die Abdeckplatte 310 abstützen, und die zweiten Teile 322-2 und 324-2 der ersten und zweiten Befestigungsschrauben 322a und 324 eher einen polygonalen oder kreuzförmigen Querschnitt als einen kreisförmigen Querschnitt aufweisen, kann verhindert werden, dass sich die Abdeckplatte 310 um die ersten und zweiten Befestigungsschrauben 322a und 324 dreht.
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6 ist eine Draufsicht, die eine Vielzahl der in 3 gezeigten Abdeckplatten 310 bis 340 veranschaulicht.
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Unter Bezugnahme auf die 3 und 6 kann jede der Abdeckplatten 310 bis 340 eine Oberseite 401 (siehe 4), eine Unterseite 402 (siehe 3) und eine Vielzahl von Seitenflächen 411, 412, 413 und 414 aufweisen, die zwischen der Oberseite 401 und der Unterseite 402 angeordnet sind.
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Wenn sie geschlossen sind (siehe 7), können die Abdeckplatten 310 bis 340 die Form einer kreisförmigen Platte mit einer Öffnung 24 in ihrer Mitte haben. Jede der Abdeckplatten 310 bis 340 kann ein Verlängerungsstück 312, 322, 332, 342 aufweisen, das von einer ersten Seitenfläche 411 der Seitenflächen 411, 412, 413 und 414 vorsteht.
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Das Verlängerungsstück 312, 322, 332, 342 kann von einem Bereich der ersten Seitenfläche 411 in einer ersten Richtung vorstehen. Die Verlängerungsstücke 312, 322, 332 und 342 können jeweils die Durchgangslöcher 101 bis 104 aufweisen. Die erste Seitenfläche 411 kann eine gekrümmte Fläche sein. Dabei kann die erste Richtung eine Richtung sein, die sich von der zweiten Seitenfläche 412 zu der ersten Seitenfläche 411 erstreckt.
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Die erste Seitenfläche 411 kann z.B. eine gekrümmte Fläche sein, die die gleiche Krümmung besitzt wie die innere Umfangsfläche des zylindrischen Hauptteils 10, doch die Ausführungsarten sind nicht darauf beschränkt.
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Die dritte Seitenfläche 413 und vierte Seitenfläche 414, die zwischen der ersten Seitenfläche 411 und der zweiten Seitenfläche 412 angeordnet sind, können der dritten Seitenfläche 413 und der vierten Seitenfläche 414 einer angrenzenden Abdeckplatte 320 oder 340 zugewandt sein.
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Die der ersten Seitenfläche 411 zugewandte zweite Seitenfläche 412 kann eine konkav gekrümmte Fläche sein, aber die Ausführungsarten sind nicht darauf beschränkt. Da die zweite Seitenfläche 412 ein Abschnitt ist, der einen Stützkegel 32 berührt, kann die konkav gekrümmte Fläche den Stützkegel 32 in engem Kontakt berühren.
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Da der Durchmesser oder die Länge d1 jeder der Abdeckplatten 310, 320, 330 und 340 weniger als die Hälfte des Durchmessers des Austrittsstutzens 15 beträgt, können die zweiten Seitenflächen 412 der Abdeckplatten 310, 320, 330 und 340 die Öffnung 24 bilden, wenn der Austrittsstutzen 15 durch die Abdeckplatten 20-1 bis 20-n (z.B. n=4) geschlossen wird. Zu diesem Zeitpunkt kann die Öffnung 24 kreisförmig sein, da die zweite Seitenfläche 412 eine konkav gekrümmte Fläche ist. Doch die Ausführungsarten sind nicht darauf beschränkt.
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Die Abdeckplatten 310, 320, 330 und 340 können einen Abschnitt des Austrittsstutzens 15 bedecken und der Stützkegel 32, der weiter unten beschrieben wird, kann die Öffnung 24 bedecken.
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Das Verhältnis des Durchmessers d1 jeder der Abdeckplatten 310, 320, 330 und 340 zu dem Durchmesser d2 des Austrittsstutzens 15 (d1:d2) kann z.B. 1:2,5 bis 4 sein. Das Verhältnis des Durchmessers d3 der Öffnung 24 zu dem Durchmesser d2 des Austrittsstutzens 15 (d3:d2) kann 1:2 bis 5 sein. Außerdem kann das Verhältnis des Durchmessers d4 des Stützkegels 32 zu dem Durchmesser d2 des Austrittsstutzens 15 (d4:d2) 1:2 bis 5 sein.
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11 ist eine Ansicht, die die Abdeckungen 21-1 und 21-2 gemäß einer weiteren Ausführungsart veranschaulicht, und 12 ist eine Ansicht, die die Abdeckplatten 410 und 420 der in 1 gezeigten Abdeckungen 21-1 und 21-2 veranschaulicht.
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Unter Bezugnahme auf die 11 und 12 können die in 11 gezeigten Ausführungsarten zwei Abdeckungen 21-1 und 21-2 aufweisen, im Gegensatz zu der vorherigen, in 1 gezeigten Ausführungsart, die vier Abdeckungen 20-1 bis 20-4 aufweist.
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Die ersten und zweiten Abdeckungen 21-1 und 21-2 können in einem bestimmten Abstand zueinander beabstandet sein und ein Ende jeder der ersten und zweiten Abdeckungen 21-1 und 21-2 kann mit dem Vorsprung 14-1 verbunden sein. Jede der ersten und zweiten Abdeckungen 21-1 und 21-2 kann eine Abdeckplatte 410, 420 und eine Vielzahl von Schrauben und Muttern aufweisen. Die in den ersten und zweiten Abdeckungen 21-1 und 21-2 enthaltenen Schrauben und Muttern können die gleiche Konstruktion aufweisen wie die in 4 beschriebene Konstruktion und daher wird eine Beschreibung dieser Elemente unterlassen.
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Die Abdeckplatten 410 und 420 können zwei Segmente einer kreisförmigen Platte sein und sie können eine identische oder symmetrische Form besitzen.
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Jede der Abdeckplatten 410 und 420 kann eine Oberseite, eine Unterseite und eine Vielzahl von Seitenflächen 511, 512, 513 und 514 aufweisen, die zwischen der Oberseite und der Unterseite angeordnet sind.
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Wenn sie geschlossen sind, können die Abdeckplatten 410 und 420 die Form einer kreisförmigen Platte mit einer Öffnung 24 in ihrer Mitte haben. Jede der Abdeckplatten 410 und 420 kann ein Verlängerungsstück 410-1 oder 410-2 besitzen, das von einem Bereich einer ersten Seitenfläche 511 der Seitenflächen vorsteht. Das Verlängerungsstück 410-1 oder 410-2 kann ein Durchgangsloch 101-1 oder 101-2 besitzen. Die erste Seitenfläche 511 kann eine gekrümmte Fläche sein. Dabei kann die erste Richtung eine Richtung sein, die von der zweiten Seitenfläche 512 zu der ersten Seitenfläche 511 verläuft.
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Die dritte Seitenfläche 513 und die vierte Seitenfläche 514, die sich zwischen der ersten Seitenfläche 511 und der zweiten Seitenfläche 512 der ersten Abdeckplatte 410 befinden, können jeweils der dritten Seitenfläche und der vierten Seitenfläche der zweiten Abdeckplatte 420 zugewandt sein. Die zweite Seitenfläche 512 kann eine konkav gekrümmte Fläche sein, aber die Ausführungsarten sind nicht darauf beschränkt. Da die zweite Seitenfläche 512 ein Abschnitt ist, der einen Stützkegel 32 berührt, kann die konkav gekrümmte Fläche in engem Kontakt mit dem Stützkegel 32 stehen.
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Die Öffnungs- und Schließ-Einstellvorrichtung 30 kann jede der Abdeckplatten 310, 320, 330 und 340 abstützen und die Abdeckplatten 410 und 420 durch eine vertikale Bewegung drehen. Während sich die Abdeckplatten 410 und 420 drehen, kann der Austrittsstutzen 15 geöffnet oder geschlossen sein.
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7 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Öffnungs- und Schließ-Einstellvorrichtung 30 veranschaulicht, die die in 3 gezeigten Abdeckplatten 310, 320, 330 und 340 abstützt, und 8 ist eine Querschnittsansicht, die die Abdeckplatten und die Öffnungs- und Schließ-Einstellvorrichtung aus 7 entlang der Linie AB in 7 veranschaulicht. 7 ist eine perspektivische Ansicht, die die Abdeckplatten 310, 320, 330 und 340 zeigt, die den Austrittsstutzen 15 komplett verschließen.
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Unter Bezugnahme auf die 7 und 8 umfasst die Öffnungs- und Schließ-Einstellvorrichtung 30 einen Stützkegel 32 zum Abstützen eines Bereichs der Unterseite 402 jeder der Abdeckplatten 310, 320, 330 und 340, und einen Träger 34, dessen eines Ende mit dem Stützkegel 32 verbunden ist und dessen anderes Ende mit externen Hebeelementen 780 verbunden ist (14).
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Der Stützkegel 32 kann die Form eines Kegels aufweisen, dessen mittlerer Abschnitt weiter vorsteht als der Umfangsabschnitt, und er kann aus Quarz hergestellt sein, um eine Kontamination des Rohstoffes zu verhindern. Der Träger 34 kann die Form eines Stabes haben und er kann aus Molybdän (Mo) hergestellt sein.
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9 ist eine vergrößerte Ansicht, die den in 7 gezeigten Stützkegel 32 zeigt.
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Unter Bezugnahme auf 9 kann der Stützkegel 32 einen ersten Abschnitt S1 aufweisen, der einen Umfangsabschnitt des Stützkegels 32 bildet, und einen bestimmten Abstand von der unteren Seitenfläche 501 umfasst, und einen zweiten Abschnitt S2, der den restlichen Abschnitt außer dem ersten Abschnitt S1 bildet, und der sich in der Mitte des Stützkegels 32 befindet.
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Unter Bezugnahme auf 8 kann der erste Abschnitt S1 die Teile der Abdeckplatten 310, 320, 330 und 340 abstützen, die an die zweite Seitenfläche 412 angrenzen. Der erste Abschnitt S1 kann flach ausgebildet sein, um die Abdeckplatten 310, 320, 330 und 340 stabil abzustützen.
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Der zweite Abschnitt S2 kann in der Mitte des Stützkegels 32 in Form eines erhabenen Kegels gebildet sein. Die äußere Umfangsfläche des zweiten Abschnittes S2 kann eine gekrümmte Fläche mit einer konstanten Krümmung Rl sein. Die Krümmung R1 des zweiten Abschnittes S2 kann z.B. identisch sein mit der Krümmung eines Kreises, dessen Radius zwischen 55 mm und 65 mm liegt.
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Wenn sich die Abdeckplatten 310, 320, 330 und 340 drehen, kann zwischen den Kantenabschnitten oder Eckabschnitten der Abdeckplatten 310, 320, 330 und 340 und dem zweiten Abschnitt S2 Reibung auftreten. In dieser Ausführungsart kann der zweite Abschnitt S2 eine gekrümmte Fläche mit einer konstanten Krümmung aufweisen, wodurch eine Beschädigung des Stützkegels 32 aufgrund von Reibung verhindert wird.
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Der Stützkegel 32 kann es ermöglichen, dass der Träger 34 in seine Mitte eingesetzt werden und mit einer Rille versehen werden kann, so dass der Boden freigelegt ist. Ein Ende des Trägers 34 kann in die Rille 31 eingeschoben und mit dem Boden des Stützkegels 32 verbunden sein.
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Eine Rille 35 mit Gewinde kann z.B. am Boden der Rille 31 des Stützkegels 32 gebildet sein und ein Ende des Trägers 34 kann mit einem Gewinde versehen sein, um es mit der Rille 35 mit Gewinde zu verbinden. Ein Ende des Trägers 34 kann in die Rille 31 eingesetzt sein. Sobald es eingesetzt ist, kann das eine Ende des Trägers 34 mit der Rille 35 mit Gewinde, die in der Rille 31 gebildet ist, verbunden werden.
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Das andere Ende des Trägers 34 kann mit externen Hebeelementen 780 verbunden sein (siehe 14), indem sie durch das Durchgangsloch 18-1 des oben beschriebenen Führungsteils 18 verlaufen.
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Das Führungsteil 18 kann die vertikale Bewegung des Trägers 34 erleichtern und den Träger 34 so führen, dass der Träger 34 mit der Mitte der Öffnung 24 fluchtet. Außerdem kann das Führungsteil 18 während der vertikalen Bewegung des Trägers 34 verhindern, dass der Träger 34 seitlich wackelt.
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Der mit dem Träger 34 verbundene Stützkegel 32 kann durch die externen Hebeelemente 780 (siehe 14) bewegt werden und die von dem Stützkegel 32 abgestützten Abdeckplatten 310, 320, 330 und 340 können sich entsprechend der Bewegung des Stützkegels 32 um die Drehachse drehen. Wie oben beschrieben, kann die Drehachse das Verbindungsteil sein, das den Vorsprung 14-1 mit einem Ende der Abdeckplatten 310, 320, 330 und 340 verbindet, genauer gesagt, die in 4 gezeigte Verbindungsschraube 332a. Die Konstruktion des Verbindungsteils ist nicht auf die in 4 gezeigte beschränkt und jede Konstruktion, die drehbar ist, wenn sie verbunden ist, kann verwendet werden.
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Die Öffnungs- und Schließ-Einstellvorrichtung 30 kann den Drehwinkel der jeweiligen Abdeckplatten 310, 320, 330 und 340 anpassen, indem sie den Abstand zwischen der horizontalen Bezugsebene 33 und dem untersten Ende 36 des Stützkegels 32 verstellt. Dabei kann die horizontale Bezugsebene 33 eine Ebene sein, die parallel zu dem zweiten Ende 14 des Hauptteils 10 verläuft und auf derselben Höhe angeordnet ist wie das zweite Ende 14.
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Die 15a bis 15c sind Ansichten, die das Füllen des Tiegels 720 (siehe 14) mit einem Rohstoff unter Verwendung einer Auffüllanlage 100 gemäß einer Ausführungsart veranschaulichen.
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Unter Bezugnahme auf die 15a wird der Abstand D zwischen dem untersten Ende 36 des Stützkegels 32 und der horizontalen Bezugsebene 33 so angepasst, dass die Abdeckungen 20-1 bis 20-4 den Austrittsstutzen 15, wie in 8 gezeigt, komplett verschließen..
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Wenn z.B. der Austrittsstutzen 15 durch die Abdeckungen 20-1 bis 20-4 komplett verschlossen ist, kann der Abstand D zwischen der horizontalen Bezugsebene 33 und dem untersten Ende 36 des Stützkegels 32 α betragen. Wenn der Abstand D zwischen der horizontalen Bezugsebene 33 und dem untersten Ende 36 des Stützkegels 32 α ist, kann der Winkel, durch den sich die Abdeckplatten 310, 320, 330 und 340 in Bezug auf die horizontale Bezugsebene 33 gedreht haben, 0° sein. Zu diesem Zeitpunkt kann der Austrittsstutzen 15 durch die Abdeckplatten 310, 320, 330 und 340 und den zweiten Abschnitt S2 des Stützkegels 32 geschlossen sein.
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Während der Austrittsstutzen 15 durch die Abdeckungen 20-1 bis 20-4 komplett geschlossen ist, ist das Innere des Hauptteils 10 mit einem Rohstoff 810 gefüllt (z.B. einer polykristallinen Masse), die durch die Einführungsstutzen 13-1 und 13-2 zugeführt wird.
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Nachdem das Hauptteil 10 mit dem Rohstoff 810 gefüllt ist, kann die Auffüllanlage 100 durch die Hebeelemente 780 in die Kammer 710 abgesenkt werden.
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Der Stoppüberstand 19 der Auffüllanlage 100, die abgesenkt wird, kann durch einen Halteüberstand 701 gestoppt werden, der sich in der Kammer 710 befindet, und so kann das Absenken des Hauptteils 10 der Auffüllanlage 100 durch den Halteüberstand 701 gestoppt werden.
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Der Abstand D zwischen der horizontalen Bezugsebene 33 und dem untersten Ende 36 des Stützkegels 32, bevor der Stoppüberstand 19 durch den Halteüberstand 701 gestoppt wird, kann α sein.
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Unter Bezugnahme auf 15b gilt: nachdem das Hauptteil 10 durch den Halteüberstand 701 unterbrochen und gestoppt wurde, wird die Öffnungs- und Schließ-Einstellvorrichtung 30 durch die Hebeelemente 780 abgesenkt. Dabei können sich die Abdeckungen 20-1 bis 20-4 drehen. Entsprechend der Drehbewegung der Abdeckungen 20-1 bis 20-4. kann der Austrittsstutzen 15 allmählich geöffnet werden. Während der Drehwinkel der Abdeckungen 20-1 bis 20-4 zunimmt, kann der Öffnungsgrad des Austrittsstutzen 15 zunehmen.
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Während die Öffnungs- und Schließ-Einstellvorrichtung 30 abgesenkt wird, kann der Abstand D zwischen der horizontalen Bezugsebene 33 und dem untersten Ende 36 des Stützkegels 32 größer als α werden, und der Drehwinkel der Abdeckplatten 310, 320, 330 und 340 in Bezug auf die horizontale Bezugsebene 33 kann zunehmen. Zu diesem Zeitpunkt kann der Austrittsstutzen 15 durch die Abdeckplatten 310, 320, 330 und 340 und den zweiten Abschnitt S2 des Stützkegels 32 teilweise geschlossen und teilweise geöffnet sein.
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Der Mindestabstand D zwischen der horizontalen Bezugsebene 33 und dem untersten Ende 36 des Stützkegels 32, der einen reibungslosen Austritt der Masse des polykristallinen Rohstoffes 810 ermöglicht, kann β sein.
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Da der Stützkegel 32 aus der in 8 gezeigten Position abgesenkt ist, wird der Austrittsstutzen 15 allmählich geöffnet. Der Mindestabstand zwischen der horizontalen Bezugsebene 33 und dem untersten Ende 36 des Stützkegels 32, der einen reibungslosen Austritt des Rohstoffes 810 ermöglicht, kann als der offene Abstand D des Austrittsstutzens 15 definiert werden.
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Die Größe der polykristallinen Masse 810 (z.B. eine Polysiliziummasse), der Rohstofffüllung der Auffüllanlage 100, kann gleich oder weniger als 100 mm, z.B. zwischen 0,5 mm und 100 mm, betragen.
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Die polykristalline Masse 810 (z.B. eine Polysiliziummasse) kann nach ihrer Größe eingestuft werden. Eine polykristalline Masse, deren Durchmesser z.B. weniger als 50 mm ist, kann als eine erste polykristalline Masse (auch als chip poly bezeichnet) definiert werden, und eine polykristalline Masse, deren Durchmesser gleich oder größer als 50 mm ist (z.B. zwischen 50 mm und 100 mm), kann als eine zweite polykristalline Masse (auch als nugget poly bezeichnet) definiert werden. Dabei kann der Durchmesser der polykristallinen Masse der maximale Durchmesser der polykristallinen Masse sein.
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Unter Bezugnahme auf 15c gilt: wenn die Öffnungs- und Schließ-Einstellvorrichtung 30 weiter abgesenkt wird und der Stützkegel 32 zu der Unterseite der Abdeckplatten 310, 320, 330 und 340 beabstandet ist, kann der Winkel, um den sich die Abdeckplatten 310, 320, 330 und 340 in Bezug auf die horizontale Bezugsebene 33 drehen, 90° betragen. Zu diesem Zeitpunkt kann der Austrittsstutzen 15 komplett geöffnet sein.
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10 ist eine Querschnittsansicht, die eine typische Auffüllanlage 9 veranschaulicht.
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Unter Bezugnahme auf 10 kann die Auffüllanlage 9 folgendes aufweisen: einen an seinen beiden Enden 1a und 1b offenen Hauptteil 1, einen in konischer Form hergestellten Bleikörper 2 zum Öffnen und Schließen eines Endes des Hauptteils 1, und einen mit dem Bleikörper 2 verbundenen Draht. Das untere Ende 1a des Hauptteils 1 kann mit einem Einführungsstutzen 4b versehen sein und das obere Ende 1b des Hauptteils 1 kann mit einem Austrittsstutzen 4a versehen sein.
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Die Länge d von dem unteren Ende 1a des Hauptteils 1 zu dem unteren Ende des Bleikörpers 2 (nachfolgend als „offene Länge“ bezeichnet), der den reibungslosen Austritt der polykristallinen Masse aus der Auffüllanlage 9 in den Austrittsstutzen 4a ermöglicht, kann durch den Durchmesser der polykristallinen Masse bestimmt werden. Wenn sich z.B. der Durchmesser der polykristallinen Masse erhöht, kann sich die offene Länge d der Auffüllanlage 9 erhöhen.
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Wenn z.B. der Durchmesser des Hauptteils (1) 230 mm beträgt, kann die offene Länge d für chip poly 80 mm betragen und die offene Länge d für nugget poly kann 120 mm betragen.
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Die Verfahren für das Wachsen eines Rohstoffes (z.B. Silizium) unter Verwendung der Auffüllanlage 9 können einen Rohstoff-Schmelzprozess, einen weiteren Beladungsprozess einer weiteren Ladung mit dem Rohstoff unter Verwendung der Auffüllanlage und einen Einkristall-Wachstumsprozess einschließen, die in dieser Reihenfolge durchgeführt werden.
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Dabei erfolgt der weitere Beladungsprozess, um die Schmelzmenge durch weitere Beladung mit Rohstoff zu erhöhen, da die Höhe der Schmelzoberfläche in dem Tiegel aufgrund der Größenunterschiede im Rohstoff, wenn der Tiegel erstmals mit dem Rohstoff beladen wird, und der zugeführte Rohstoff geschmolzen wird, erheblich abgesenkt werden kann.
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In dem weiteren Beladungsprozess kann die Schmelzoberfläche bis zu der Höhe nahe des oberen Endes des Tiegels angehoben werden. Demzufolge kann, falls die offene Länge d der Auffüllanlage 9 aufgrund der Verwendung des nugget poly mit einem größeren Durchmesser zunimmt, die Gefahr bestehen, dass der Bleikörper 2 die Schmelze in dem Tiegel oder Komponenten um ihn herum berührt (z.B. einen Wärmeschutz und einen Skalierstab). Dadurch kann die Auffüllanlage 9 kontaminiert oder Komponenten um die Auffüllanlage 9 herum können beschädigt werden.
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Falls ein chip poly mit einer kleineren Größe verwendet wird, können die obigen Fälle vermieden werden. Doch für chip poly sind mehr Verfahren erforderlich als für nugget poly und deshalb könnten sich die Herstellungskosten erhöhen.
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Da der in 10 gezeigte Bleikörper 2 den gesamten Austrittsstutzen 4a abdecken muss, muss der Durchmesser des unteren Endes des Bleikörpers 2 gleich dem des Austrittsstutzens 4a sein.
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Doch in der veranschaulichten Ausführungsart ist der Durchmesser der durch die Abdeckeinheit 20 gebildeten Öffnung 24 kleiner als der des Austrittsstutzens 15. Deshalb kann der Austrittsstutzen 15 durch Verwendung des Stützkegels 32, der im Vergleich zu dem Fall in 10 relativ kleine Abmessungen (z.B. die Höhe h und der Durchmesser d4) aufweist, geöffnet oder geschlossen werden.
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Da die veranschaulichte Ausführungsart den Stützkegel 32 mit einer kleinen Abmessung zum Öffnen oder Schließen des Austrittsstutzens 15 verwendet, kann der offene Abstand β (siehe 15b) für einen reibungslosen Austritt des nugget poly verkürzt werden.
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Wenn z.B. der Stützkegel 32 aus der in 8 gezeigten Position sogar um 10 mm bis 20 mm abgesenkt wird, kann das nugget poly reibungslos abgezogen werden.
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Demzufolge kann die veranschaulichte Ausführungsart die Kontamination der Auffüllanlage 100 und die Beschädigung der Komponenten der Wachstumsanlage, die um die Auffüllanlage 100 herum angeordnet sind, durch Verkürzen des Abstandes, um den der Stützkegel 32 abgesenkt wird, um einen reibungslosen Austritt des nugget poly zu ermöglichen, verhindern.
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Außerdem dreht sich die Abdeckeinheit 20 gemäß der Ausführungsart um den Vorsprung 14-1 und somit kann verhindert werden, dass Schmelze durch herausfallenden Rohstoff aus dem Tiegel herausspritzt.
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13 ist eine perspektivischen Ansicht, die eine Auffüllanlage 100-1 gemäß einer weiteren Ausführungsart veranschaulicht.
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Bezugsziffern, die mit den in 1 genannten identisch sind, bezeichnen identische Komponenten. Eine Beschreibung der identischen Komponenten erfolgt kurz oder ist weggelassen.
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Unter Bezugnahme auf 13 ist ein Führungsteil 180 der Auffüllanlage 100-1 im Gegensatz zu dem Führungsteil 18 von 1, das die Form einer geraden Linie oder einer Linie hat, in seiner Mitte gekrümmt.
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Das Führungsteil 180 kann ein erstes Teil 182 aufweisen, das an einer Seite des in der Mitte des Führungsteils 180 angeordneten Durchgangsloches 18-1 angeordnet ist, und ein zweites Teil 184, das an der anderen Seite des Durchgangsloches 18-1 angeordnet ist. Das erste Teil 182 und das zweite Teil 184 des Führungsteils 180 kann eine Konstruktion bilden, die an der Position des Durchgangsloches 18-1 gekrümmt ist.
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Ein Ende des ersten Teils 182 kann mit einem Bereich des ersten Endes 12 verbunden sein und sein zweites Ende kann mit einem Ende des zweiten Teils 184 verbunden sein. Das andere Ende des zweiten Teils 184 kann mit dem anderen Bereich des ersten Endes 12 verbunden sein.
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Ein erster Einführungsstutzen 13-3 und ein zweiter Einführungsstutzen 13-4 können sich durch das erste Teil 182 und das zweite Teil 184 voneinander unterscheiden. Da das Führungsteil 180 in seiner Mitte gekrümmt ist, sind der erste Einführungsstutzen und der zweite Einführungsstutzen unterschiedlich groß. D.h., der erste Einführungsstutzen 13-3 ist kleiner als der zweite Einführungsstutzen 13-4.
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Beim Füllen der Auffüllanlage mit Rohstoff kann das Hauptteil leicht mit dem Rohstoff gefüllt werden, wenn das Hauptteil geneigt ist, und ein Großteil der Rohstoffmasse durch einen der beiden Einführungsstutzen, der sich an einer niedrigeren Stelle befindet, eingeführt wird.
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Die Anzahl der Einführungsstutzen kann 2 betragen, aber nur einer der Einführungsstutzen kann im wesentlichen aus praktischen Gründen verwendet werden, da das Hauptteil geneigt ist, wenn es in Gebrauch ist. Dadurch, dass man erlaubt, dass der verwendete Einführungsstutzen größer ist als der Einführungsstutzen, den man nicht verwendet, lässt sich der Rohstoff leichter und rascher in die Auffüllanlage einführen.
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Doch falls der Winkel zwischen dem ersten Teil 182 und dem zweiten Teil 184 zu groß ist, besteht die Gefahr, dass das Führungsteil 180, das den Träger 34 führt, beschädigt wird oder zerbricht.
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Der durch das erste Teil 182 und das zweite Teil 184 gebildete Winkel θ kann größer als 90° und kleiner als 180° sein. Der durch das erste Teil 182 und das zweite Teil 184 gebildete Winkel θ kann zwischen 120° und 160° betragen.
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Um ein reibungsloses Einbringen der Rohstoffmasse zu gewährleisten, kann der Durchmesser d1 des ersten Endes 12 zwischen 230 mm und 260 mm betragen.
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Deshalb kann das Hauptteil 10 gemäß dieser Ausführungsart schneller und leichter mit einer Rohstoffmasse gefüllt werden als in der vorherigen, in 1 gezeigten Ausführungsart.
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14 ist eine Querschnittsansicht, die eine Einkristall-Wachstumsanlage 200 einschließlich einer Auffüllanlage 100 nach einer Ausführungsart veranschaulicht.
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Unter Bezugnahme auf 14 kann die Einkristall-Wachstumsanlage 200 folgendes aufweisen: eine Kammer 710, einen Tiegel 720, ein Heizelement 730, einen Tiegelhalter 731, ein Wärmeschutzelement 750, ein Isoliermaterial 760 und Hebeelemente 780.
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Je nach der Position der Verbindung der Kammer 710 kann die Kammer 710 eine Gehäuse-Kammer 711, eine gewölbte Kammer 712 und eine Kammer zum Herausziehen 713 aufweisen.
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Der Tiegel 720 kann in die Gehäuse-Kammer 711 eingebracht sein und die gewölbte Kammer 712 kann an dem oberen Ende der Gehäuse-Kammer 711 ein Abdeckteil bilden. Die Gehäuse-Kammer 711 und die gewölbte Kammer 712, die eine Umgebung liefern, in der ein Einkristall-Silizium-Ingot aus polykristallinem Silizium gezüchtet wird, kann die Form eines Zylinders haben, in dem Platz zur Unterbringung vorhanden ist. Die Kammer zum Herausziehen 713 ist an dem oberen Ende der gewölbten Kammer 712 angeordnet und kann einen Raum bilden, in dem der gezüchtete Einkristall-Silizium-Ingot.
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Die Kammer 710 kann einen Halteüberstand 701 aufweisen, der von der Innenwand der Kammer 710 in horizontaler Richtung vorsteht. Der Halteüberstand 701 kann z.B. von der Innenwand der Kammer zum Herausziehen 713 in horizontaler Richtung vorstehen. Der Halteüberstand 701 kann den Stoppüberstand 19 der Auffüllanlage 100 abstützen.
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Sobald der Stoppüberstand 19 der Auffüllanlage 100 durch den Halteüberstand 701 der Kammer 710 abgestützt ist, wird das Hauptteil 10 der Auffüllanlage 100 nicht mehr abgesenkt, sondern wird gestoppt, auch wenn die Öffnungs- und Schließ-Einstellvorrichtung 30 durch die Hebeelemente 780 abgesenkt ist.
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Die Auffüllanlage 100 wird durch den Halteüberstand 701 gestoppt und die Abdeckungen 20-1 bis 20-4 drehen sich entsprechend dem Absenken der Öffnungs- und Schließ-Einstellvorrichtung 30. Dadurch kann der Austrittsstutzen 15 allmählich geöffnet werden.
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Der Tiegel 720 kann in der Gehäuse-Kammer 711 angeordnet sein und der Tiegelhalter 731 kann unter dem Tiegel 720 angeordnet sein, um den Tiegel 720 abzustützen. Das Heizelement 730 kann in der Gehäuse-Kammer 711 angeordnet sein, um zu der äußeren Umfangsfläche des Tiegels 720 beabstandet zu sein.
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Das Isoliermaterial 760 kann zwischen dem Heizelement 730 und der Innenwand der Gehäuse-Kammer 711 eingebracht sein und kann verhindern, dass Wärme aus dem Heizelement 730 von der Gehäuse-Kammer 711 nach außen entweicht.
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Die Hebeelemente 780 können ein Befestigungsteil 782 aufweisen, um ein wachsendes Objekt oder die Auffüllanlage 100 zu befestigen und abzustützen, und ein Teil zum Anheben 784, um ein gewachsenes Objekt (z.B. den Einkristallingot) oder die Öffnungs- und Schließ-Einstellvorrichtung 30 der Auffüllanlage 100 anzuheben oder abzusenken.
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Das Befestigungsteil 782 kann ein Kabel oder eine Welle sein, wobei ein Ende davon mit einem Impflinghalter versehen sein kann. Das Teil zum Anheben 784 kann die Auffüllanlage 100 oder das gewachsene Objekt, die mit dem Befestigungsteil 782 verbunden sind, unter Verwendung eines Motors anheben oder absenken.
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Für das Wachstum von Einkristallen kann ein Impfling mit dem Impflinghalter verbunden sein.
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Um der Einkristall-Wachstumsanlage 200 Rohstoff zuzuführen, kann die Auffüllanlage 100 mit dem Impflinghalter verbunden sein. Der Träger 34 der Öffnungs- und Schließ-Einstellvorrichtung 30 kann z.B. mit dem Impflinghalter verbunden sein und die mit dem Impflinghalter verbundene Öffnungs- und Schließ-Einstellvorrichtung 30 kann durch das Teil zum Anheben 784 angehoben oder abgesenkt werden. Durch Anheben oder Absenken der Öffnungs- und Schließ-Einstellvorrichtung 30 kann die Abdeckeinheit 20 den Austrittsstutzen 15 öffnen oder schließen.
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Wie aus der obigen Beschreibung hervorgeht, kann durch die Ausführungsarten eine Kontamination durch die Schmelze und eine Beschädigung der Komponenten, die um eine Auffüllanlage herum angeordnet sind, verhindert werden.
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Den Fachleuten auf dem Gebiet wird klar sein, dass verschiedene Modifikationen und Variationen an der vorliegenden Erfindung vorgenommen werden können, ohne dass man dadurch von dem Erfindungsgedanken oder dem Schutzbereich der Erfindung abweicht. Somit ist beabsichtigt, dass die vorliegende Erfindung die Modifikationen und Variationen dieser Erfindung einschließt, vorausgesetzt diese liegen innerhalb des Schutzbereichs der angehängten Patentansprüche und deren Äquivalente.
