本发明专利技术公开了一种多晶硅还原炉，包括：底盘和炉体；四十八对电极，所述四十八对电极设在所述底盘上且分别分布在同心的第一、第二、第三和第四圆周；进气系统；和排气系统；其中，所述每个喷嘴包括形成有第一进气腔的基座；与所述基座的上端相连且形成有第二进气腔的引流部，所述第二进气腔与所述第一进气腔相连通且所述第二进气腔的横截面积小于所述第一进气腔的横截面积；和与所述引流部的上端相连且形成有位于中部的中央喷孔和环绕所述中央喷孔且沿圆周方向均匀分布的多个侧喷孔的导流部，所述中央喷孔和所述多个侧喷孔与所述第二进气腔相连通。根据本发明专利技术实施例的多晶硅还原炉，可以合理利用热能，同时也可以提高所述还原炉的生产效率。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及多晶硅生产
，特别是涉及一种具有新型喷嘴的多晶硅还原炉。
技术介绍
多晶硅还原炉是多晶硅生产中产出最终产品的核心设备，也是决定系统产能、能耗的关键环节。因此，多晶硅还原炉的设计和制造，直接影响到产品的质量、产量和生产成本。随着全球经济危机的影响下，多晶硅的价格持续下降，产业利润不断被压缩，市场竞争日趋激烈。因此，有效地降低多晶硅能耗，提高产品质量，提高生产效率，是目前多晶硅生产企业需要解决的重要问题。目前生产多晶硅主要采用“改良西门子法”，通常将一定配比的三氯氢硅(SiHCl3) 和氢气(H2)混合气从底部进气口喷入，在还原炉内发生气相还原反应，反应生成的硅(Si) 直接沉积在炉内的硅芯表面，随着反应的持续进行，硅棒不断生长最终达到产品要求。由于还原炉内部硅芯需要维持在1050°C -1100°C进行生产，外部用冷却夹套进行冷却，因此，使用12对棒、18对棒等还原炉生产多晶硅还原能耗大，生产成本高，已经不适应目前激烈市场竞争的要求，迫切需求一种能够节能降耗的新型还原炉的出现。
技术实现思路
本专利技术旨在至少解决上述技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出一种可以降低能耗并且可以提高产量的多晶硅还原炉。根据本专利技术实施例的多晶硅还原炉，包括底盘和炉体，所述炉体连接在所述底盘上且在所述炉体与所述底盘之间限定出反应腔室；四十八对电极，所述四十八对电极设在所述底盘上且分别分布在第一、第二、第三和第四圆周，所述第一、第二、第三和第四圆周为以所述底盘中心为圆心且半径依次增大的同心圆周；进气系统，所述进气系统包括设在所述底盘中部的多个喷嘴；和排气系统，所述排气系统包括多个排气口，所述排气口设在所述底盘上且位于所述第四圆周与所述炉体之间；其中，所述每个喷嘴包括基座，所述基座内形成有第一进气腔；引流部，所述引流部与所述基座的上端相连且所述引流部内形成有第二进气腔，所述第二进气腔与所述第一进气腔相连通且所述第二进气腔的横截面积小于所述第一进气腔的横截面积；和导流部，所述导流部与所述引流部的上端相连且所述引流部内形成有位于中部的中央喷孔和环绕所述中央喷孔且沿圆周方向均勻分布的多个侧喷孔， 所述中央喷孔和所述多个侧喷孔与所述第二进气腔相连通。根据本专利技术实施例的多晶硅还原炉，所述四十八对电极设在所述底盘上且分别分布在第一、第二、第三和第四圆周，由此，可以合理利用热能，同时也可以避免炉体内侧壁带走过多热量，可以降低热量损耗；所述喷嘴可以增加工艺气体流速且可以使工艺气体分布均勻，可以提高所述还原炉的生产效率。4另外，根据本专利技术上述实施例的多晶硅还原炉还可以具有如下附加的技术特征根据本专利技术一个实施例的多晶硅还原炉，在所述第一、第二、第三和第四圆周上沿圆周方向依次均勻分布有六对、十对、十四对和十八对电极。电极如此布置，可以最大程度的合理利用热能。根据本专利技术一个实施例的多晶硅还原炉，所述多个喷嘴分别分布于第五、第六、第七和第八圆周上，所述第五、第六、第七和第八圆周均以所述底盘中心为圆心且分别位于所述第一圆周之内和第一与第二圆周、第二与第三圆周以及第三与第四圆周之间。由此，可以使工艺气体在所述反应腔室内均勻分布，可以提高单炉产量。有利地，根据本专利技术一个实施例的多晶硅还原炉，所述多个喷嘴的数量为二十四个，其中在所述第五和第六圆周上分别均勻分布有四个喷嘴，第七和第八圆周上分别均勻分布有八个喷嘴。由此，可以使所述多个喷嘴的布局更为合理，可以有效地与所述四十八对电极相配合。进一步地，根据本专利技术一个实施例的多晶硅还原炉，所述进气系统还包括进气环管，所述进气环管位于所述底盘下方且与外部气源相连通；二十四个进气管，所述二十四个进气管分别与所述二十四个喷嘴一一对应且所述二十四个喷嘴通过所述二十四个进气管与所述进气环管相连接。由此，可以使每个所述喷嘴的进气量都保持一致。进一步地，根据本专利技术一个实施例的多晶硅还原炉，所述喷嘴的导流部的中央喷孔的横截面积大于所述多个侧喷孔的每个的横截面积。由此，可以使中央气流所占的比例较大，可以更好地维持还原炉中上部的工艺气体供应。进一步地，根据本专利技术一个实施例的多晶硅还原炉，所述多个侧喷孔的每个均为从底部以预定仰角旋转至顶部的侧旋喷孔。由此，可以形成侧旋气流并可以使侧旋气流向外侧扩张的效果更好。进一步地，根据本专利技术一个实施例的多晶硅还原炉，所述多个侧旋喷孔的内表面的母线为双曲线、抛物线、椭圆弧线或渐开线。由此，可以便于加工。根据本专利技术一个实施例的多晶硅还原炉，所述喷嘴的引流部的上部形成有外喇叭口型的连接锥段，所述导流部配合在所述连接锥段内。由此，可以便于所述导流部与所述引流部的连接。根据本专利技术一个实施例的多晶硅还原炉，所述多个排气口的数量为八个。由此，可以使反应尾气及时排出。根据本专利技术一个实施例的多晶硅还原炉，所述底盘内形成有第一冷却腔，且所述第一冷却腔具有第一冷却介质进口和多个第一冷却介质出口，所述第一冷却介质进口位于所述底盘的中央，而所述多个第一冷却介质出口与所述多个排气口一一对应设置，每个所述第一冷却介质出口连接有第一冷却管且每个所述排气口连接有尾气管，所述第一冷却管套设在所述尾气管上。由此，可以改善生产条件，可以保证安全生产。根据本专利技术一个实施例的多晶硅还原炉，所述炉体内设有第二冷却腔且所述第二冷却腔连接有第二冷却介质进口和第二冷却介质出口，所述第二冷却介质进口位于所述炉体的底部且所述第二冷却介质出口位于所述炉体的顶部，所述第二冷却腔内设有多个隔流挡板，所述多个隔流挡板在所述第二冷却腔内由下至上绕所述反应腔室呈螺旋状分布。由此，可以改善生产条件，可以保证安全生产。根据本专利技术一个实施例的多晶硅还原炉，所述炉体包括位于下部的筒体和设在所述筒体顶端的封头，所述封头为中空半球体。由此，可以减小上升气流在所述反应腔室顶部的上升阻力。有利地，根据本专利技术一个实施例的多晶硅还原炉，所述炉体上还设有多个观察镜， 所述多个观察镜在所述筒体的高度方向上均勻分布成多排且所述多个观察镜沿所述筒体的周向均勻分布。由此，可以及时观察所述反应腔室内的情况。本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中图1是根据本专利技术的一个实施例的多晶硅还原炉的示意图；图2是根据本专利技术的另一实施例的多晶硅还原炉的示意图；和图3是根据本专利技术的一个实施例的多晶硅还原炉的喷嘴的示意图。具体实施例方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、 “后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底” “内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种多晶硅还原炉，其特征在于，包括：底盘和炉体，所述炉体连接在所述底盘上且在所述炉体与所述底盘之间限定出反应腔室；四十八对电极，所述四十八对电极设在所述底盘上且分别分布在第一、第二、第三和第四圆周，所述第一、第二、第三和第四圆周为以所述底盘中心为圆心且半径依次增大的同心圆周；进气系统，所述进气系统包括设在所述底盘中部的多个喷嘴；和排气系统，所述排气系统包括多个排气口，所述排气口设在所述底盘上且位于所述第四圆周与所述炉体之间；其中，所述每个喷嘴包括：基座，所述基座内形成有第一进气腔；引流部，所述引流部与所述基座的上端相连且所述引流部内形成有第二进气腔，所述第二进气腔与所述第一进气腔相连通且所述第二进气腔的横截面积小于所述第一进气腔的横截面积；和导流部，所述导流部与所述引流部的上端相连且所述引流部内形成有位于中部的中央喷孔和环绕所述中央喷孔且沿圆周方向均匀分布的多个侧喷孔，所述中央喷孔和所述多个侧喷孔与所述第二进气腔相连通。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：严大洲，肖荣晖，毋克力，汤传斌，汪绍芬，姚心，
申请(专利权)人：中国恩菲工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：11
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