JP2011177013A - 特にポリシリコンを製造するための反応炉に給電するための給電装置 - Google Patents

特にポリシリコンを製造するための反応炉に給電するための給電装置 Download PDF

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Abstract

【課題】 特に、シーメンス法によるポリシリコンを製造するための反応炉中のシリコン細棒に給電するための装置を提供する。
【解決手段】 給電装置は、三相供給網に接続するための入力部（Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３）と、出力部であって、出力部に接続可能な負荷への、特に、シリコン細棒への給電のための３つの出力部群（Ａ１１〜Ａ１３，Ａ２１〜Ａ２４，Ａ３１〜Ａ３３）にグループ化される、出力部と、出力部にかかる電圧を調整するための３つの制御手段群（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３）と、これら３つの出力部群（Ａ１１〜Ａ１３，Ａ２１〜Ａ２４，Ａ３１〜Ａ３３）の内の１つの出力部群の並列接続と直列接続との間の切換えを行うための３つの切換え手段群（Ｕ１，Ｕ２，Ｕ３）と、を含み、各制御手段群（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３）は、少なくとも、給電装置の１つの状態において、１つの切換え手段群（Ｕ１，Ｕ２，Ｕ３）を介して、１つの出力部群（Ａ１１〜Ａ１３，Ａ２１〜Ａ２４，Ａ３１〜Ａ３３）と結合される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、給電装置に関し、特に、シーメンス法によるポリシリコンを製造するための反応炉中のシリコン細棒に給電するための装置に関し、該装置は、三相供給網に接続するための入力部と、出力部に接続可能な負荷への、特に、シリコン細棒への給電のための３つの出力部群と、出力部にかかる電圧を調整するための３つの制御手段群と、これら３つの出力部群の内の１つの出力部群の並列接続と直列接続との間の切換えを行うための３つの切換え手段群と、を含み、各制御手段群は、少なくとも、給電装置の１つの状態において、１つの切換え手段群を介して、１つの出力部群と結合される。
かかる給電装置の出力部は、１または複数の直列に接続される負荷を接続するための１対の電気的接続部である。負荷が出力部に接続されている場合、少なくとも、給電装置の１つの状態において、その１つの接続部からその負荷を介して他の接続部へ電流が流れることが可能である。出力部の接続部は、同時に、少なくとも１つの他の出力部の接続部でもあり得る。
給電装置の１つの状態において、複数の出力部が並列に接続される場合、そのことは、給電装置がこの状態においては、その出力部はそれら自身の内部においてはそれら自身の電源に接続されることを意味している。並列に接続される出力部に負荷が接続される場合にも、それらの負荷は並列に切り替えられる。
それに対して、複数の負荷が、給電装置の１つの状態において並列に切り替えられる場合、この状態において電圧は、並列に接続される全出力部を介して低下する。直列に接続される出力部に負荷が接続される場合には、電流は、直列接続の第１の出力部の第１の接続部から負荷を介して、直列接続の最後の出力部の第２の接続部に流れる。その直列接続に接続される出力部の残りの接続部を介して電流は流れない。
特許文献１は、その図２において、シーメンス法に従ったポリシリコンを製造するための反応炉中のシリコン細棒に給電するための給電装置を開示する。シリコン細棒は、棒対として総称され、給電装置に接続された負荷を形成する。
給電装置は３つの出力部群を有し、これら３つの群の出力部は、並列または直列に接続することが可能である。１つの群の出力部が直列に接続される場合、この群の出力部に接続される棒対は、直列にも接続される。それに対して出力部が並列に接続される場合には、棒対も並列に接続される。これらの３つの出力部群に加えて、給電装置はさらに出力部を有する。全部で、特許文献１の図２に従った給電装置の場合、１８棒対に電気エネルギが供給される。
棒対は、反応炉において同心の３つの環を形成して設けられ、内側の環には３つの棒対が、中間の環には６つの棒対が、外側の環には９つの棒対が設けられる。３相給電装置の３つの出力部のそれぞれを介して、全部で６つの棒対に電気エネルギが供給され、したがって言いかえると、内側の環の３つの棒対は、外側の環の３つの棒対と共に、１相から電気エネルギが供給されるということである。このことは、これらの棒対が接続される制御手段群を高度に複雑にすることになる。
欧州特許出願公開第１９４７５４５号明細書
本発明は、２つの同心の環をなして反応炉中に配置される棒対への給電に適した、冒頭で述べられたタイプの単純な給電装置を提供するという課題を基礎とする。かかる給電装置は、特に、１８の棒対が給電されるように構成されてなる。
この課題は、本発明に従えば、すべての出力部が、３つの出力部群に分割されることによって解決される。
本発明に従った給電装置では、１８の棒対が反応炉中において、２つの同心の環に配置され電気エネルギを供給することが可能である。分割は、第１の群の出力部を、内側の環の棒対への給電のために設け、残りの２つの群を、外側の環の棒対への給電のために設けるようにして行うことが可能である。本発明に従った給電装置の利用は、このような場合に制限されるものではない。
発明に従った給電装置は、各制御手段群を、少なくとも給電装置の１つの状態において、１つの切換え手段群を介して、１つの出力部と結合するように実施することが可能である。好ましくは、出力部群の出力部が並列接続になった状態である。さらにまた、各制御手段群を、好ましくは１つの変圧器を介して、１つの入力部と結合することも可能である。制御手段群、切換え手段群、出力部群、および変圧器群のこのような一義的配置を介して、出力部を介して伝送される電力を制御するための制御装置を簡単な構成とすることが可能となる。
発明に従った給電装置は、出力部群の内、少なくとも、３つの出力部を並列または直列に接続して駆動することが可能である第１の出力部群を有してもよい。各出力部には、２つの直列に接続された負荷を接続することが可能である。各負荷を介して出力部の電圧が半分になる。好ましくは、発明に従った給電装置は、第１の出力部群を有する。発明に従えば、３つの出力部群はすべて３つの出力部を有してもよく、これらは、直列に接続されて駆動されることも、並列に接続されて駆動されることも可能である。
さらにまた、発明に従った給電装置は、出力部群の内、少なくとも、２つの出力部を並列または直列に接続して駆動することが可能である第２の出力部群を有してもよい。各出力部には、３つの負荷を接続することが可能である。第２の出力部群の出力部を並列に接続すると、出力部の電圧が３分の１になる。好ましくは、発明に従った給電装置は、２つの第２の出力部群を有する。発明に従えば、３つの出力部群はすべて、２つの出力部を有してもよく、これらは直列に接続されて駆動可能である。
発明に従った給電装置の制御手段群は、入力側接続部を有してもよい。この入力側接続部は、制御手段群と結合される変圧器の二次側タップと結合することが可能である。これらのタップを介して、入力側で、異なる電圧を制御手段群にかけることが可能である。
制御手段群は、第１の出力側接続部と第２の出力側接続部とを有してもよい。各出力側接続部は、電力調整器を介して少なくとも２つの入力側接続部と結合することが可能である。出力側接続部のこのような結合によって、制御手段群の出力側接続部における電圧を２つの方法で調整することが可能である。電圧の段階的第１の調整は、電力調整器を介して出力側接続部と結合される入力側接続部を選択することによって可能である。好ましくは無段階の第２の調整は、電力調整器の点弧角を選択することによって可能である。したがって、各制御手段群の出力側接続部では、電圧制御によって無段階に調整可能な電圧を印加することが可能である。
出力部が並列接続の場合の出力部の給電装置の第１の出力側接続部は出力部が並列接続の場合に、出力部の給電装置の第２の出力側接続部は出力部が直列接続の場合に機能するので、出力部群の出力部における電圧はさらに変えることが可能である。各出力部において出力部が並列に接続されている場合、割当てられた制御手段群の第１の出力側接続部における最大電圧が最高に予め調整されているが、出力部群の出力部における最大電圧は、直列に接続されている場合、割当てられた制御手段群の第２の出力側接続部の電圧の一部にしか達しない。この一部はその群の直列に接続された出力部の数によって決定される。
発明に従った給電装置の場合、各切換え手段群は入力側接続部を有してもよい。この入力側接続部は、好ましくは、割当てられた制御手段群の第１の出力側接続部と結合される。切換え手段群の入力側接続部の電圧は、したがって、無段階に調節することが可能である。
各切換え手段群は、出力側接続部を有してもよく、この出力側接続部は、割当てられた変圧器の戻り配線接続部と直接結合される、または、切換え手段群内で、場合によっては、制御可能な切換え手段を介して、第１の入力側接続部もしくは割当てられた変圧器の戻り配線接続部と結合される。
発明に従った給電装置は、制御手段群の第２の出力側接続部と、切換え手段群の出力側接続部と、変圧器の戻り配線接続部とが、割当てられた出力部群の出力部の接続部と結合されるように実施することが可能である。
発明に従った給電装置の特別な実施形態においては、制御手段群の第２の出力側接続部のそれぞれは、割当てられた切換え手段群における交点を介して、割当てられた切換え手段群のさらなる出力側接続部と結合してもよい。切換え手段群の出力側接続部および戻り配線への接続部とによって、第２の出力側接続部は、したがって間接的に、割当てられた出力部群の出力部の接続部と結合してもよい。
シーメンス法に従ってポリシリコンを製造するための発明に従った反応炉は、発明に従った給電装置と、反応炉内に設けられたシリコン細棒とを含み、これらの細棒は給電装置の出力部に接続される。第１の出力部群の出力部には、負荷を形成する、２つの直列に接続されたシリコン細棒対がそれぞれ接続され、第２の出力部群の出力部には、負荷を形成する、３つの直列に接続されたシリコン細棒対が接続される。好ましくは、給電装置は、第１の出力部群と第２の出力部群とを含む。第１の出力部群に接続された細棒対は内側の環に、第２の出力部群に接続された細棒対は第２の環に接続される。
このような反応炉は、以下のように駆動することが可能である：
第１のステップにおいて、第１の出力部群の出力部とそれらに接続された負荷とに電圧がかけられ、第２の出力部群の出力部に接続された負荷に電圧がかけられず、
次のステップにおいては、第１の出力部群の出力部およびそれらに接続された負荷ならびに第２の出力部群の出力部およびそれらに接続された負荷は直列に接続されて、電圧がかけられる。
第１のステップの間、電流が、第１の出力部群の出力部に接続された負荷に流れる。細棒対が加熱され、知られた温度に到達した場合、電気抵抗のかなりの部分を失う。これは細棒対の点火と称される。さらなる電圧によって、さらに電流がその細棒対を流れる。各細棒対では、割当てられた出力部に接続された電圧が半分になる。
第１の出力部群の出力部に接続された負荷の熱が、第２の出力部群の出力部に接続された負荷に放射される。これらの細棒対は、その放射熱によって予熱される。次のステップに先行するステップにおいて、第２の出力部群の出力部と、予熱された、それらに接続された負荷とは並列に接続されて、電圧がかけられる。第２の出力部群の出力部には３つの細棒対が接続されるので、各細棒対では、出力部に接続される電圧の３分の１になる。しかしながら、この３分の１は、予熱された負荷をさらに加熱し、点火するには十分である。さらにまた、第１の出力部群の出力部とそれらに接続された負荷とを並列に接続して電圧をかけてもよい。また、第１の出力部群の出力部とそれらに接続された負荷とを直列に接続して電圧をかけてもよい。
さらにまた、第１の出力部群の出力部に接続された負荷を並列に接続して電圧をかけており、第２の出力部群の出力部とそれらに接続された負荷とを直列に接続して電圧をかけてもよい。
さらに詳しくは、本発明は、給電装置であって、特に、シーメンス法によるポリシリコンを製造するための反応炉中のシリコン細棒に給電するための装置において、該装置は、
三相供給網に接続するための入力部（Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３）と、
出力部であって、出力部に接続可能な負荷への、特に、シリコン細棒への給電のための３つの出力部群（Ａ１１〜Ａ１３，Ａ２１〜Ａ２４，Ａ３１〜Ａ３３）にグループ化される、出力部と、
出力部にかかる電圧を調整するための３つの制御手段群（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３）と、
これら３つの出力部群（Ａ１１〜Ａ１３，Ａ２１〜Ａ２４，Ａ３１〜Ａ３３）の内の１つの出力部群の並列接続と直列接続との間の切換えを行うための３つの切換え手段群（Ｕ１，Ｕ２，Ｕ３）と、
を含み、
各制御手段群（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３）は、少なくとも、給電装置の１つの状態において、１つの切換え手段群（Ｕ１，Ｕ２，Ｕ３）を介して、１つの出力部群（Ａ１１〜Ａ１３，Ａ２１〜Ａ２４，Ａ３１〜Ａ３３）と結合されることを特徴とする給電装置である。
本発明において、各制御手段群（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３）は、給電装置の１つの状態において、１つの切換え手段群（Ｕ１，Ｕ２，Ｕ３）を介して、１つの出力部群（Ａ１１〜Ａ１３，Ａ２１〜Ａ２４，Ａ３１〜Ａ３３）と結合されることを特徴とする。
本発明において、各制御手段群（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３）は、好ましくは１つの変圧器（Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３）を介して、１つの入力部（Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３）と結合されることを特徴とする。
本発明において、出力部群（Ａ１１〜Ａ１３，Ａ２１〜Ａ２４，Ａ３１〜Ａ３３）の内、少なくとも、３つの出力部（Ａ２１，Ａ２２；Ａ２３，Ａ２２；Ａ２３，Ａ２４）を並列または直列に接続して駆動することが可能である第１の出力部群（Ａ２１〜Ａ２４）を有することを特徴とする。
本発明において、出力部群（Ａ１１〜Ａ１３，Ａ２１〜Ａ２４，Ａ３１〜Ａ３３）の内、少なくとも、２つの出力部（Ａ１２，Ａ１１；Ａ１２，Ａ１３あるいはＡ３２，Ａ３１，Ａ３２，Ａ３３）を並列または直列に接続して駆動することが可能である第２の出力部群（Ａ１３〜Ａ１３，Ａ３１〜Ａ３３）を有することを特徴とする。
本発明において、制御手段群（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３）は、制御手段群（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３）と結合される変圧器（Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３）の二次側タップ（Ｔ１３〜Ｔ１４，Ｔ２１〜Ｔ２４，Ｔ３１〜Ｔ３４）と結合される、入力側接続部（Ｓ１０１〜Ｓ１０４，Ｓ２０１〜Ｓ２０４，Ｓ３０１〜Ｓ３０４）を有することを特徴とする。
本発明において、制御手段群（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３）は、第１の出力側接続部（Ｓ１０５，Ｓ２０５，Ｓ３０５）と第２の出力側接続部（Ｓ１０６，Ｓ２０６，Ｓ３０６）を有し、各出力側接続部（Ｓ１０５，Ｓ１０６，Ｓ２０５，Ｓ２０６，Ｓ３０５，Ｓ３０６）は、電力調整器（Ｓ１１〜Ｓ１７，Ｓ２１，Ｓ２７，Ｓ３７）を介して少なくとも２つの入力側接続部（Ｓ１０１〜Ｓ１０４，Ｓ２０１〜Ｓ２０４，Ｓ３０１〜Ｓ３０４）と結合されることを特徴とする。
本発明において、各切換え手段群（Ｕ１，Ｕ２，Ｕ３）は入力側接続部（Ｕ１０１，Ｕ２０１，Ｕ３０１）を有し、該入力側接続部（Ｕ１０１，Ｕ２０１，Ｕ３０１）は、割当てられた制御手段群（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３）の第１の出力側接続部（Ｓ１０５，Ｓ２０５，Ｓ３０５）と結合されることを特徴とする。
本発明において、各切換え手段群（Ｕ１，Ｕ２，Ｕ３）は、出力側接続部（Ｕ１０２〜Ｕ１０４，Ｕ２０２〜Ｕ２０５，Ｕ３０２〜Ｕ３０４）を有し、該出力側接続部は、第１の入力側接続部または割当てられた変圧器（Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３）の戻り配線接続部（Ｔ１７，Ｔ２７，Ｔ３７）と結合されることを特徴とする。
本発明において、制御手段群（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３）の第２の出力側接続部（Ｓ１０６，Ｓ２０６，Ｓ３０６）と、切換え手段群（Ｕ１，Ｕ２，Ｕ３）の出力側接続部（Ｕ１０２〜Ｕ１０４，Ｕ２０２〜Ｕ２０５，Ｕ３０２〜Ｕ３０４）と、戻り配線接続部（Ｔ１７，Ｔ２７，Ｔ３７）とが、出力部群の出力部の接続部（Ａ１１〜Ａ１３，Ａ２１〜Ａ２４，Ａ３１〜Ａ３３）と結合されることを特徴とする。
また本発明は、シーメンス法に従ってポリシリコンを製造するための発明に従った反応炉であって、上述の給電装置と、反応炉内に設けられたシリコン細棒（Ｈ１１〜Ｈ１６，Ｈ２１〜Ｈ２６，Ｈ３１〜Ｈ３６）とを含み、該細棒は給電装置の出力部に接続されることを特徴とする反応炉である。
本発明において、第１の出力部群の出力部には、負荷（Ｈ２１，Ｈ２２；Ｈ２３，Ｈ２４；Ｈ２５，Ｈ２６）を形成する、２つの直列に接続されたシリコン細棒対がそれぞれ接続され、第２の出力部群の出力部には、負荷（Ｈ１１〜Ｈ１３；Ｈ１４〜Ｈ１６；Ｈ３１〜Ｈ３３；Ｈ３４〜Ｈ３６）を形成する、３つの直列に接続されたシリコン細棒対が接続されることを特徴とする。
さらに本発明は、上述の反応炉を駆動するための方法において、
第１のステップにおいて、第１の出力部群の出力部とそれらに接続された負荷（Ｈ２１，Ｈ２２；Ｈ２３，Ｈ２４；Ｈ２５，Ｈ２６）とに電圧がかけられ、第２の出力部群の出力部に接続された負荷（Ｈ１１〜Ｈ１３；Ｈ１４〜Ｈ１６；Ｈ３１〜Ｈ３３；Ｈ３４〜Ｈ３６）に電圧がかけられず、
次のステップにおいては、第１の出力部群の出力部およびそれらに接続された負荷（Ｈ２１〜Ｈ２６）ならびに第２の出力部群の出力部およびそれらに接続された負荷（Ｈ１１〜Ｈ１６；Ｈ３１〜Ｈ３６）は直列に接続されて、電圧がかけられることを特徴とする方法である。
本発明において、次のステップに先行する第２のステップにおいて、第１の出力部群の出力部およびそれらに接続された負荷（Ｈ２１，Ｈ２２；Ｈ２３，Ｈ２４；Ｈ２５，Ｈ２６）ならびに第２の出力部群の出力部およびそれらに接続された負荷（Ｈ１１〜Ｈ１３；Ｈ１４〜Ｈ１６；Ｈ３１〜Ｈ３３；Ｈ３４〜Ｈ３６）は並列に接続されて、電圧がかけられることを特徴とする。
本発明において、次のステップに先行しかつ第１のステップおよび／または第２のステップの後の第３のステップにおいて、第１の出力部群の出力部およびそれらに接続される負荷（Ｈ１１〜Ｈ１６；Ｈ３１〜Ｈ３６）または第２の出力部群の出力部およびそれらに接続される負荷（Ｈ１１〜Ｈ１６；Ｈ３１〜Ｈ３６）は直列に接続されて、電圧がかけられ、他の出力部に接続された負荷は並列に接続して、電圧がかけられることを特徴とする。
本発明のさらなる特徴と利点は、添付の図を参照して、以下の好適な実施形態についての説明によって明らかになるであろう。
発明に従った給電装置の回路図である。
図１に示された給電装置は、入力部Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３を有し、これらに３つの変圧器Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３がデルタ接続されている。３つの変圧器Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３の二次側は、制御手段群Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３のそれぞれと結合されている。各制御手段群Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３には、切換え手段群Ｕ１，Ｕ２，Ｕ３がそれぞれ結合されている。さらにまた、各制御手段群Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３と各切換え手段群Ｕ１，Ｕ２，Ｕ３には、出力部群が接続されている。各出力部群には、負荷群Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３が接続されている。
変圧器Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３、制御手段群Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３、切換え手段群Ｕ１，Ｕ２，Ｕ３、および出力部群には、給電装置が稼働中負荷群の負荷に給電するために電流が導かれる。
変圧器Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３と制御手段群Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３とは同様に実施される。これらについて、変圧器Ｔ１とそれに接続される制御手段群Ｓ１に基づき詳細に説明する。
変圧器Ｔ１の２次側は、４つのタップＴ１３，Ｔ１４，Ｔ１５，Ｔ１６を有する。変圧器Ｔ１のこれらのタップＴ１３，Ｔ１４，Ｔ１５，Ｔ１６は、制御手段群Ｓ１の入力側接続部Ｓ１０１，Ｓ１０２，Ｓ１０３，Ｓ１０４と結合している。制御手段群Ｓ１内部では、入力側接続部Ｓ１０４が電力調整器Ｓ１４と結合しているときは、入力側接続部Ｓ１０１，Ｓ１０２，Ｓ１０３がそれぞれノードを介して２つの電力調整器Ｓ１１，Ｓ１５；Ｓ１２，Ｓ１６；Ｓ１３，Ｓ１７と結合している。電力調整器Ｓ１１，Ｓ１２，Ｓ１３，Ｓ１４が第２の母線と結合しているときは、電力調整器Ｓ１５，Ｓ１６，Ｓ１７は、第１の母線と結合している。第１の母線は、制御手段群Ｓ１の第１の出力側接続部Ｓ１０５と結合され、第２の母線は制御手段群Ｓ１の第２の出力側接続部Ｓ１０６と結合されている。
同様に、変圧器Ｔ２，Ｔ３のタップＴ２３，Ｔ２４，Ｔ２５，Ｔ２６，Ｔ３３，Ｔ３４，Ｔ３５，Ｔ３６は、制御手段群Ｓ２，Ｓ３の入力側接続部Ｓ２０１，Ｓ２０２，Ｓ２０３，Ｓ２０４，Ｓ３０１，Ｓ３０２，Ｓ３０３，Ｓ３０４と結合される。制御手段群Ｓ２，Ｓ３の内部では、同様の方法で、入力側接続部Ｓ２０１，Ｓ２０２，Ｓ２０３，Ｓ２０４，Ｓ３０１，Ｓ３０２，Ｓ３０３，Ｓ３０４は、電力調整器Ｓ２１，Ｓ２５，Ｓ２２，Ｓ２６，Ｓ２３，Ｓ２７，Ｓ２４，Ｓ３１，Ｓ３５，Ｓ３２，Ｓ３６，Ｓ３３，Ｓ３７，Ｓ３４と第１および第２の母線とを介して、第１の出力側接続部Ｓ２０５，Ｓ３０５と第２の出力側接続部Ｓ２０６，Ｓ３０６とに結合している。
第２の出力側接続部が第１の出力部群Ａ１１〜Ａ１３の接続部Ａ１１と結合されているとき、第１の出力側接続部Ｓ１０５は、割当てられた切換え手段群Ｕ１の入力側接続部Ｕ１０１と結合される。同様に、制御手段群Ｓ２，Ｓ３の第１の出力側接続部Ｓ２０５，Ｓ３０５は、割当てられた切換え手段群Ｕ２，Ｕ３の入力側接続部Ｕ２０１，Ｕ３０１と結合される。制御手段群Ｓ２，Ｓ３の第２の出力側接続部Ｓ２０６，Ｓ３０６は出力部群Ａ２１〜Ａ２４，Ａ３１〜Ａ３３の接続部Ａ２１，Ａ３１と結合される。
これらの出力部群は、接続部Ａ１１，Ａ２１，Ａ３１に加えて、さらに接続部Ａ１２，Ａ１３，Ａ２２，Ａ２３，Ａ２４，Ａ３２，Ａ３３を有している。各接続部は、同じ群の他の接続部と共に、少なくとも出力部の一部である。接続部対Ａ１１，Ａ１２と接続部対Ａ１２，Ａ１３とは、第１の出力部群の出力部を形成する。接続部対Ａ２１，Ａ２２；Ａ２２，Ａ２３；Ａ２３，Ａ２４は、第２の出力部群の出力部を形成する。接続部対Ａ３１，Ａ３２；Ａ３２，Ａ３３は第３の出力部群の出力部を形成する。第１および第３の出力部群は２つの出力部を有する。第２の出力部群は３つの出力部を有する。
接続部Ａ１３，Ａ２４，Ａ３３は、戻り配線を介して割当てられた変圧器Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３のタップＴ１７，Ｔ２７，Ｔ３７と結合される。
出力部が直列接続の場合、接続部Ａ１１と接続部Ａ１３との間、接続部Ａ２１と接続部Ａ２４との間、および接続部Ａ３１と接続部Ａ３３との間では、制御手段群Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３の第２の出力側接続部Ｓ１０６，Ｓ２０６，Ｓ３０６にかかる電圧が低下する。この場合、第１の出力側接続部Ｓ１０５，Ｓ２０５，Ｓ２０６には、電圧をかけない。
切換え手段群Ｕ１，Ｕ３は同様に構成されるが、切換え手段群Ｕ２は異なった方法で実施される。その理由は、切換え手段群Ｕ１，Ｕ３は、第１および第３の群の２つの出力部の並列接続のために設けられるが、切換え手段群Ｕ２は、第２の群の３つの出力部の並列接続のために構成されてなるものだからである。
切換え手段群Ｕ１，Ｕ２は、入力側接続部Ｕ１０１，Ｕ３０１の他に、接続部Ｕ１０２，Ｕ１０３，Ｕ１０４，Ｕ２０２，Ｕ２０３，Ｕ２０４を有する。これらは、接続部Ａ１１，Ａ１２，Ａ１３，Ａ３１，Ａ３２，Ａ３３と結合される。接続部Ｕ１０２，Ｕ１０３，Ｕ１０４，Ｕ２０２，Ｕ２０３，Ｕ２０４を介して、したがって、接続部対Ａ１１，Ａ１２；Ａ１２，Ａ１３ないしはＡ３１，Ａ３２；Ａ３２，Ａ３３によって形成される第１および第３の出力部群の出力部に並列に電圧をかけることが可能である。
接続部Ｕ１０３，Ｕ３０３は、出力部の接続部Ａ１２，Ａ３２と結合され、結合手段Ｕ１２，Ｕ３２の第１のコイルの切り換えによって入力側接続部Ｕ１０１，Ｕ３０１と結合される。入力側接続部Ｕ１０１，Ｕ３０１にかけられる電圧が、したがって、接続部Ｕ１０３，Ｕ３０３および接続部Ａ１２，Ａ３２にもかけられる。
接続部Ｕ１０２，Ｕ３０２は、接続部Ａ１１，Ａ３１と結合され、および制御スイッチＵ１１，Ｕ３１の切り換えと結合手段Ｕ１２，Ｕ３２の第２のコイルによって接続部Ｕ１０４，Ｕ３０４と結合される。
接続部Ｕ１０４，Ｕ３０４は、さらに接続部Ａ１３，Ａ３３と結合され、および変圧器Ｔ１，Ｔ３の戻り配線接続部Ｔ１７，Ｔ３７と結合される。
制御スイッチＵ１１，Ｕ３１が閉じられている限り、接続部Ｕ１０２，Ｕ３０２および接続部Ａ１１，Ａ３１は、変圧器Ｔ１，Ｔ３の戻り配線接続部Ｔ１７，Ｔ３７と結合される。第１および第３の出力部群の、接続部Ａ１１，Ａ１２；Ａ１２，Ａ１３；Ａ３１，Ａ３２；Ａ３２，Ａ３３によって形成される出力部は、したがって、並列に接続される。第２の出力側接続部Ｓ１０６，Ｓ３０６には電圧はかけない。
結合手段Ｕ１２，Ｕ３２は、変圧器であり、その第１のコイルには、並列に接続された出力部への電流が、その第２のコイルには出力部の１つからの電流が流れる。適切な、専門家にはよく知られた変圧器の構成とすることによって、並列に接続された接続部への電流の総量を、その１つの出力部からの電流の２倍の大きさにすることに対応することが可能である。
切換え手段群Ｕ２は、第２の出力部群の３つの出力部を並列に接続する可能性のために異なっているが、他の切換え手段群Ｕ１，Ｕ３によって２つの出力部が並列に接続されてもよい。入力側接続部Ｕ２０１に加えて、切換え手段群Ｕ２は接続部Ｕ２０２，Ｕ２０３，Ｕ２０４，Ｕ２０５を有し、これらの接続部は、第２の出力群の出力部の接続部Ａ２１，Ａ２２，Ａ２３，Ａ２４と結合される。接続部Ｕ２０２，Ｕ２０４と接続部Ａ２１，Ａ２３とは、制御される切換え手段Ｕ２１を介して入力側接続部Ｕ２０１と結合され、閉じた切換え手段Ｕ２１の場合、接続部Ａ２１，Ａ２３には、制御手段群Ｓ２の第１の出力側接続部Ｓ２０５にかかる電圧と同じ電圧がかかる。
接続部Ｕ２０５は、接続部Ａ２４、および変圧器Ｔ２の戻り配線接続部Ｔ２７と結合される。接続部Ａ２４は、また戻り配線接続部Ｔ２７の電位を常に有する。接続部Ｕ２０３は、接続部Ａ２２、および制御される切換え手段Ｕ２２を介して接続部Ｕ２０５、ならびにまた戻り配線接続部Ｔ２７と結合される。切換え手段Ｕ２２が閉じると、接続部Ａ２２も、戻り配線接続部Ｔ２７の電位になる。
接続部対Ａ２１，Ａ２２、接続部対Ａ２３，Ａ２２および接続部対Ａ２３，Ａ２４によって形成される出力部群Ａ２が並列に接続される場合、切換え手段Ｕ２１，Ｕ２２が閉じる。出力部群Ａ２が直列に接続される場合、切換え手段が開き、したがって、第２の出力側接続部Ｓ２０６にかかる電圧が出力部の直列接続によって低下する。
また、切換え手段群Ｕ２は、結合手段Ｕ２５，Ｕ２６を有し、それらの結合手段は、出力部を流れる電流が同じになる。

Claims (15)

  1. 給電装置であって、特に、シーメンス法によるポリシリコンを製造するための反応炉中のシリコン細棒に給電するための装置において、該装置は、
    三相供給網に接続するための入力部（Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３）と、
    出力部であって、出力部に接続可能な負荷への、特に、シリコン細棒への給電のための３つの出力部群（Ａ１１〜Ａ１３，Ａ２１〜Ａ２４，Ａ３１〜Ａ３３）にグループ化される、出力部と、
    出力部にかかる電圧を調整するための３つの制御手段群（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３）と、
    これら３つの出力部群（Ａ１１〜Ａ１３，Ａ２１〜Ａ２４，Ａ３１〜Ａ３３）の内の１つの出力部群の並列接続と直列接続との間の切換えを行うための３つの切換え手段群（Ｕ１，Ｕ２，Ｕ３）と、
    を含み、
    各制御手段群（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３）は、少なくとも、給電装置の１つの状態において、１つの切換え手段群（Ｕ１，Ｕ２，Ｕ３）を介して、１つの出力部群（Ａ１１〜Ａ１３，Ａ２１〜Ａ２４，Ａ３１〜Ａ３３）と結合されることを特徴とする給電装置。
  2. 各制御手段群（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３）は、給電装置の１つの状態において、１つの切換え手段群（Ｕ１，Ｕ２，Ｕ３）を介して、１つの出力部群（Ａ１１〜Ａ１３，Ａ２１〜Ａ２４，Ａ３１〜Ａ３３）と結合されることを特徴とする請求項１に記載の給電装置。
  3. 各制御手段群（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３）は、好ましくは１つの変圧器（Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３）を介して、１つの入力部（Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３）と結合されることを特徴とする請求項１または２に記載の給電装置。
  4. 出力部群（Ａ１１〜Ａ１３，Ａ２１〜Ａ２４，Ａ３１〜Ａ３３）の内、少なくとも、３つの出力部（Ａ２１，Ａ２２；Ａ２３，Ａ２２；Ａ２３，Ａ２４）を並列または直列に接続して駆動することが可能である第１の出力部群（Ａ２１〜Ａ２４）を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の給電装置。
  5. 出力部群（Ａ１１〜Ａ１３，Ａ２１〜Ａ２４，Ａ３１〜Ａ３３）の内、少なくとも、２つの出力部（Ａ１２，Ａ１１；Ａ１２，Ａ１３あるいはＡ３２，Ａ３１，Ａ３２，Ａ３３）を並列または直列に接続して駆動することが可能である第２の出力部群（Ａ１３〜Ａ１３，Ａ３１〜Ａ３３）を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の給電装置。
  6. 制御手段群（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３）は、制御手段群（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３）と結合される変圧器（Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３）の二次側タップ（Ｔ１３〜Ｔ１４，Ｔ２１〜Ｔ２４，Ｔ３１〜Ｔ３４）と結合される、入力側接続部（Ｓ１０１〜Ｓ１０４，Ｓ２０１〜Ｓ２０４，Ｓ３０１〜Ｓ３０４）を有することを特徴とする請求項３〜５のいずれか１項に記載の給電装置。
  7. 制御手段群（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３）は、第１の出力側接続部（Ｓ１０５，Ｓ２０５，Ｓ３０５）と第２の出力側接続部（Ｓ１０６，Ｓ２０６，Ｓ３０６）を有し、各出力側接続部（Ｓ１０５，Ｓ１０６，Ｓ２０５，Ｓ２０６，Ｓ３０５，Ｓ３０６）は、電力調整器（Ｓ１１〜Ｓ１７，Ｓ２１，Ｓ２７，Ｓ３７）を介して少なくとも２つの入力側接続部（Ｓ１０１〜Ｓ１０４，Ｓ２０１〜Ｓ２０４，Ｓ３０１〜Ｓ３０４）と結合されることを特徴とする請求項６に記載の給電装置。
  8. 各切換え手段群（Ｕ１，Ｕ２，Ｕ３）は入力側接続部（Ｕ１０１，Ｕ２０１，Ｕ３０１）を有し、該入力側接続部（Ｕ１０１，Ｕ２０１，Ｕ３０１）は、割当てられた制御手段群（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３）の第１の出力側接続部（Ｓ１０５，Ｓ２０５，Ｓ３０５）と結合されることを特徴とする請求項７に記載の給電装置。
  9. 各切換え手段群（Ｕ１，Ｕ２，Ｕ３）は、出力側接続部（Ｕ１０２〜Ｕ１０４，Ｕ２０２〜Ｕ２０５，Ｕ３０２〜Ｕ３０４）を有し、該出力側接続部は、第１の入力側接続部または割当てられた変圧器（Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３）の戻り配線接続部（Ｔ１７，Ｔ２７，Ｔ３７）と結合されることを特徴とする請求項８に記載の給電装置。
  10. 制御手段群（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３）の第２の出力側接続部（Ｓ１０６，Ｓ２０６，Ｓ３０６）と、切換え手段群（Ｕ１，Ｕ２，Ｕ３）の出力側接続部（Ｕ１０２〜Ｕ１０４，Ｕ２０２〜Ｕ２０５，Ｕ３０２〜Ｕ３０４）と、戻り配線接続部（Ｔ１７，Ｔ２７，Ｔ３７）とが、出力部群の出力部の接続部（Ａ１１〜Ａ１３，Ａ２１〜Ａ２４，Ａ３１〜Ａ３３）と結合されることを特徴とする請求項９に記載の給電装置。
  11. シーメンス法に従ってポリシリコンを製造するための発明に従った反応炉であって、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の給電装置と、反応炉内に設けられたシリコン細棒（Ｈ１１〜Ｈ１６，Ｈ２１〜Ｈ２６，Ｈ３１〜Ｈ３６）とを含み、該細棒は給電装置の出力部に接続されることを特徴とする反応炉。
  12. 第１の出力部群の出力部には、負荷（Ｈ２１，Ｈ２２；Ｈ２３，Ｈ２４；Ｈ２５，Ｈ２６）を形成する、２つの直列に接続されたシリコン細棒対がそれぞれ接続され、第２の出力部群の出力部には、負荷（Ｈ１１〜Ｈ１３；Ｈ１４〜Ｈ１６；Ｈ３１〜Ｈ３３；Ｈ３４〜Ｈ３６）を形成する、３つの直列に接続されたシリコン細棒対が接続されることを特徴とする請求項１１に記載の反応炉。
  13. 請求項１１または１２に記載の反応炉を駆動するための方法において、
    第１のステップにおいて、第１の出力部群の出力部とそれらに接続された負荷（Ｈ２１，Ｈ２２；Ｈ２３，Ｈ２４；Ｈ２５，Ｈ２６）とに電圧がかけられ、第２の出力部群の出力部に接続された負荷（Ｈ１１〜Ｈ１３；Ｈ１４〜Ｈ１６；Ｈ３１〜Ｈ３３；Ｈ３４〜Ｈ３６）に電圧がかけられず、
    次のステップにおいては、第１の出力部群の出力部およびそれらに接続された負荷（Ｈ２１〜Ｈ２６）ならびに第２の出力部群の出力部およびそれらに接続された負荷（Ｈ１１〜Ｈ１６；Ｈ３１〜Ｈ３６）は直列に接続されて、電圧がかけられることを特徴とする方法。
  14. 次のステップに先行する第２のステップにおいて、第１の出力部群の出力部およびそれらに接続された負荷（Ｈ２１，Ｈ２２；Ｈ２３，Ｈ２４；Ｈ２５，Ｈ２６）ならびに第２の出力部群の出力部およびそれらに接続された負荷（Ｈ１１〜Ｈ１３；Ｈ１４〜Ｈ１６；Ｈ３１〜Ｈ３３；Ｈ３４〜Ｈ３６）は並列に接続されて、電圧がかけられることを特徴とする請求項１３に記載の方法。
  15. 次のステップに先行しかつ第１のステップおよび／または第２のステップの後の第３のステップにおいて、第１の出力部群の出力部およびそれらに接続される負荷（Ｈ１１〜Ｈ１６；Ｈ３１〜Ｈ３６）または第２の出力部群の出力部およびそれらに接続される負荷（Ｈ１１〜Ｈ１６；Ｈ３１〜Ｈ３６）は直列に接続されて、電圧がかけられ、他の出力部に接続された負荷は並列に接続して、電圧がかけられることを特徴とする請求項１３または１４に記載の方法。
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