新型快开式、水冷结构的多晶硅还原炉制造技术

本实用新型专利技术涉及一种新型快开式、水冷结构的多晶硅还原炉，整体结构采用立式，包括筒体（１）和底盘（２）。筒体（１）与底盘（２）之间用垫片（４）密封、用快开螺栓（３）压紧。所述筒体（１）包括内筒（１．４）、外筒（１．５）、底法兰（１．９）、内封头（１．２）、外封头（１．３）、导流板（１．６）、冷却水进口（１．８）、冷却水出口（１．１）和水冷双层玻璃视镜（１．７）。所述底盘（２）包括上管板（２．１）、下管板（２．３）、导流板（２．４）、电极（２．２）、进气口（２．７）、出气口（２．５）、冷却水进口（２．６）、冷却水出口（２．８）和放气口（２．９）。所述电极（２．２）包括加热体（２．２．１）、石墨头（２．２．２）、电极体（２．２．３）、电源夹具（２．２．４）、冷却水进口管（２．２．５）和冷却水出口管（２．２．６）。本实用新型专利技术快开式、有可靠冷却结构。可以实现还原炉的长期、安全、高效的运行。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种生产多晶硅的还原炉，尤其是涉及一种新型快开式、水冷结构的多晶硅还原炉。属多晶硅制备

技术介绍
多晶硅是生产单晶硅的直接材料。高纯度多晶硅是光电转换电池、集成电路等半导体器件的基础材料。随着世界半导体工业的迅猛发展、超大规格集成电路的大量应用、光伏电池的大量需求，整个世界对多晶硅的需求量在大幅增加。生产多晶硅的方法有多种，氢还原法是最常见的一种方法。该方法是把提纯的硅卤化物和净化好的氢气作为原料通入还原炉，在高温环境中，硅卤化物与氢气发生化学反应，生成多晶硅，并沉积在发热体(小直径的硅棒)上。化学反应继续进行，沉积在发热体上的多晶硅越来越多，硅棒渐渐变粗，最后生成了有效高度约为2.8m、直径约为150mm的多晶硅硅棒。多晶硅还原炉是多晶硅硅棒的最终生成设备，在硅卤化物被氢气还原生成多晶硅硅棒的过程中，会放出大量的热，还原炉内的工作温度超过1000℃，还原炉的冷却直接关系还原炉的安全使用和还原炉的使用寿命。多晶硅还原炉，国内已有相关研究，下面分别予以说明。-->专利号ZL 200410021979.7公开了一种多晶硅氢还原炉，该还原炉由炉体、底盘和上封头组成。封头上有冷却水腔、冷却冷却水出口和启动装置法兰，炉体上有冷却水腔和冷却水进口，底盘上有电极、进气口和排气口，炉体与底盘之间用法兰连接，氢还原炉内壁上有一层厚度为2-3mm的光滑的银质材料。光滑的银质材料为银复合材料层。炉体由银不锈钢复合板焊接而成，焊缝采用银焊，焊缝平整光滑。该专利的主要不足之处在于炉体由银不锈钢复合板焊接成，原材料采购困难，还原炉的制造成本将会大幅增加，不利于大规模推广应用。炉体与底座未采用快开式结构，开启还原炉较困难、且操作时间较长。专利号ZL 200420060144.8也公开了一种多晶硅氢还原炉，该还原炉包括带有冷却水腔的封头和炉体，底盘，底盘下的进气管和排气管，底盘上的电极，所述电极为12对、即24个电极，且在底盘上沿两个圆周均布设置；所述进气管主要由一个水平环管和9个喷嘴连通构成，其中8个喷嘴位于两圈电极之间、且沿同一圆周均布设置在底盘上，一个喷嘴设置在底盘中心位置。8对电极中设置在外圆周上，其余4对电极设置在内圆周上。电极中，正、负电极在底盘上逐一间隔设置。底盘是水冷式结构，其上设置冷却水进口和出口。炉体上设置有双层玻璃结构的视窗。封头顶部设置有连接法兰。该专利的主要不足之处在于视镜和电极未采用水冷结构，不能保证在还原炉内超过1000℃高温条件下长期稳定使用；炉体与底座未采用快开式结构，开启还原炉较困难、且操作时间较长。
技术实现思路
-->本技术的目的在于克服上述不足，提供一种快开式、有可靠冷却结构的多晶硅还原炉。本技术的目的是这样实现的：一种新型快开式、水冷结构的多晶硅还原炉，整体结构采用立式，包括筒体和底盘，筒体设置于底盘之上，所述筒体与底盘之间用垫片密封、用快开螺栓压紧。所述筒体包括内筒、外筒、底法兰、内封头、外封头、导流板、冷却水进口、冷却水出口和水冷双层玻璃视镜，内筒、外筒、底法兰、内封头和外封头组成一封闭容腔，导流板呈螺旋状设置在该封闭容腔内，冷却水进口和水冷双层玻璃视镜设置在外筒上，冷却水出口设置在外封头上，冷却水在由内筒、外筒、底法兰、内封头、外封头组成的封闭容腔内，沿着导流板规定的方向螺旋上升，保证对内封头、内筒的冷却。所述底盘包括上管板、下管板、导流板、电极、进气口、出气口、冷却水进口、冷却水出口和放气口，上管板和下管板上下叠层布置，上管板与下管板之间组成一封闭容腔，电极、进气口和出气口穿接在上管板和下管板上，导流板呈螺旋状设置在所述封闭容腔内，下管板上设有冷却水进口、冷却水出口和放气口。冷却水在由上管板、下管板组成的封闭容腔内，沿着导流板规定的方向螺旋流动，保证对上管板、电极、进气口的可靠冷却。所述水冷双层玻璃视镜包括内筒、外筒、法兰III、法兰II、法兰I、内层玻璃、外层玻璃、冷却水进口I、冷却水进口II、冷却水出口II和冷却水出口I，所述内筒与外筒同轴设置，内筒插置在法兰III内孔内，外筒-->设置在法兰III内端，法兰II和法兰I依次叠层布置在法兰III外侧，内层玻璃设置在法兰III与法兰II之间，外层玻璃设置在法兰II与法兰I之间，内层玻璃、外层玻璃和法兰II之间围成一封闭容腔，法兰II上设置有冷却水进口II和冷却水出口II，外筒上设置有冷却水进口I和冷却水出口I。冷却水对外层玻璃、内层玻璃、内筒、外筒进行冷却，保证视镜的长期、可靠工作。所述电极包括加热体、石墨头、电极体、电源夹具、冷却水进口管和冷却水出口管，加热体和电极体分别设置在石墨头二端，电源夹具夹置在电极体的外缘，冷却水进口管由电极体一端插入电极体中心空腔内，冷却水出口管设置在电极体的一端，与电极体中心空腔相连通。电流依次流经电极上的电源夹具、电极体、石墨头、加热体，加热体将电流转换为热，对外放热。冷却水对电极体进行冷却，保证电极的长期、可靠工作。所述快开螺栓由螺母、压块和螺杆组成。只要拧动螺母几扣，快开螺栓就可与筒体、底盘松开、取下，实现快开的效果。与现有多晶硅还原炉相比，本技术快开式、有可靠冷却结构。可以实现还原炉的长期、安全、高效的运行。附图说明图1为本技术新型快开式、水冷结构的多晶硅还原炉结构示意图。图2为本技术的筒体结构示意图。图3为本技术的底盘结构示意图。图4为本技术的水冷双层玻璃视镜结构示意图。-->图5为本技术的电极结构示意图。图6为本技术的快开螺栓结构示意图。图中：筒体1、底盘2、快开螺栓3、垫片4、冷却水出口1.1、内封头1.2、外封头1.3、内筒1.4、外筒1.5、导流板1.6、水冷双层玻璃视镜1.7、冷却水进口1.8、底法兰1.9、上管板2.1、电极2.2、下管板2.3、导流板2.4、出气口2.5、冷却水进口2.6、进气口2.7、冷却水出口2.8、放气口2.9、冷却水进口I 1.7.1、冷却水进口II 1.7.2、螺栓1.7.3、螺母1.7.4、外层玻璃1.7.5、内层玻璃1.7.6、法兰I 1.7.7、法兰II 1.7.8、冷却水出口II 1.7.9、法兰III 1.7.10、冷却水出口I 1.7.11、内筒1.7.12、外筒1.7.13、加热体2.2.1、石墨头2.2.2、电极体2.2.3、电源夹具2.2.4、冷却水进口管2.2.5、冷却水出口管2.2.6、螺母3.1、压块3.2、螺杆3.3。具体实施方式参见图1，本技术涉及的新型快开式、水冷结构的多晶硅还原炉，整体结构采用立式结构，由筒体1与底盘2两个部件组成。筒体1设置于底盘2之上，筒体1与底盘2之间用垫片4密封、用快开螺栓3压紧。参见图2，所述筒体1主要由内筒1.4、外筒1.5、底法兰1.9、内封头1.2、外封头1.3、导流板1.6、冷却水进口1.8、冷却水出口1.1和水冷双层玻璃视镜1.7组成。内筒1.4、外筒1.5、底法兰1.9、内封头1.2和外封头1.3组成一封闭容腔。导流板1.6呈螺旋状设置在该封闭容腔内，冷却水进口1.8和水冷双层玻璃视镜1.7设置在外筒1.5上，通过视镜1.7可以观察筒体1内硅棒的生长情况。冷却水出口1.1设置在外封头1.3上。-->冷却水从本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型快开式、水冷结构的多晶硅还原炉，整体结构采用立式，包括筒体（１）和底盘（２），筒体（１）设置于底盘（２）之上，其特征在于：　所述筒体（１）与底盘（２）之间用垫片（４）密封、用快开螺栓（３）压紧，　所述筒体（１）包括内筒（１．４）、外筒（１．５）、底法兰（１．９）、内封头（１．２）、外封头（１．３）、导流板（１．６）、冷却水进口（１．８）、冷却水出口（１．１）和水冷双层玻璃视镜（１．７），内筒（１．４）、外筒（１．５）、底法兰（１．９）、内封头（１．２）和外封头（１．３）组成一封闭容腔，导流板（１．６）呈螺旋状设置在该封闭容腔内，冷却水进口（１．８）和水冷双层玻璃视镜（１．７）设置在外筒（１．５）上，冷却水出口（１．１）设置在外封头（１．３）上，　所述底盘（２）包括上管板（２．１）、下管板（２．３）、导流板（２．４）、电极（２．２）、进气口（２．７）、出气口（２．５）、冷却水进口（２．６）、冷却水出口（２．８）和放气口（２．９），上管板（２．１）和下管板（２．３）上下叠层布置，上管板（２．１）与下管板（２．３）之间组成一封闭容腔，电极（２．２）、进气口（２．７）和出气口（２．５）穿接在上管板（２．１）和下管板（２．３）上，导流板（２．４）呈螺旋状设置在所述封闭容腔内，下管板（２．３）上设有冷却水进口（２．６）、冷却水出口（２．８）和放气口（２．９），　所述水冷双层玻璃视镜（１．７）包括内筒（１．７．１２）、外筒（１．７．１３）、法兰Ⅲ（１．７．１０）、法兰Ⅱ（１．７．８）、法兰Ⅰ（１．７．７）、内层玻璃（１．７．６）、外层玻璃（１．７．５）、冷却水进口Ⅰ（１．７．２）、冷却水进口Ⅱ（１．７．１）、冷却水出口Ⅱ（１．７．９）和冷却水出口Ⅰ（１．７．１１），所述内筒（１．７．１２）与外筒（１．７．１３）同轴设置，内筒（１．７．１２）插置在法兰Ⅲ（１．７．１０）内孔内，外筒（１．７．１３）设置在法兰Ⅲ（１．７．１０）内端，法兰Ⅱ（１．７．８）和法兰Ⅰ（１．７．７）依次叠层布置在法兰Ⅲ（１．７．１０）外侧，内层玻璃（１．７．６）设置在法兰Ⅲ（１．７．１０）与法兰Ⅱ（１．７．８）之间，外层玻璃（１．７．５）设置在法兰Ⅱ（１．７．８）与法兰Ⅰ（１．７．７）之间，内层玻璃（１．７．６）、外层玻璃（１．７．５）和法兰Ⅱ（１．７．８）之间围成一封闭容腔，法兰Ⅱ（１．７．８）上设置有冷却水进口Ⅱ（１．７．２）和冷却水出口Ⅱ（...

【技术特征摘要】
1、一种新型快开式、水冷结构的多晶硅还原炉，整体结构采用立式，包括筒体(1)和底盘(2)，筒体(1)设置于底盘(2)之上，其特征在于：所述筒体(1)与底盘(2)之间用垫片(4)密封、用快开螺栓(3)压紧，所述筒体(1)包括内筒(1.4)、外筒(1.5)、底法兰(1.9)、内封头(1.2)、外封头(1.3)、导流板(1.6)、冷却水进口(1.8)、冷却水出口(1.1)和水冷双层玻璃视镜(1.7)，内筒(1.4)、外筒(1.5)、底法兰(1.9)、内封头(1.2)和外封头(1.3)组成一封闭容腔，导流板(1.6)呈螺旋状设置在该封闭容腔内，冷却水进口(1.8)和水冷双层玻璃视镜(1.7)设置在外筒(1.5)上，冷却水出口(1.1)设置在外封头(1.3)上，所述底盘(2)包括上管板(2.1)、下管板(2.3)、导流板(2.4)、电极(2.2)、进气口(2.7)、出气口(2.5)、冷却水进口(2.6)、冷却水出口(2.8)和放气口(2.9)，上管板(2.1)和下管板(2.3)上下叠层布置，上管板(2.1)与下管板(2.3)之间组成一封闭容腔，电极(2.2)、进气口(2.7)和出气口(2.5)穿接在上管板(2.1)和下管板(2.3)上，导流板(2.4)呈螺旋状设置在所述封闭容腔内，下管板(2.3)上设有冷却水进口(2.6)、冷却水出口(2.8)和放气口(2.9)，所述水冷双层玻璃视镜(1.7)包括内筒(1.7.12)、外筒(1.7.13)、法兰III(1.7.10)、法兰II(1.7.8)、法兰I(1.7.7)、内层玻璃(1.7.6)、外层玻璃(1.7.5)...

【专利技术属性】
技术研发人员：高泽华，董黎明，雷钦祥，王晓春，浩南楠，
申请(专利权)人：江苏双良锅炉有限公司，
类型：实用新型
国别省市：32[中国|江苏]