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多晶还原炉钟罩与底盘

阅读:450发布:2023-01-24

专利汇可以提供多晶还原炉钟罩与底盘专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本实用新型提供的多晶 硅 还原炉钟罩与底盘,包括钟罩、底盘,所述钟罩包括内壁与外壁,所述底盘包括上表面与下表面。所述钟罩与底盘采用 碳 钢 - 不锈钢 复合板材料制造,复合板的 碳钢 层作为 基层 材料,用作还原炉的外表面;复合板的不锈钢层作为还原炉的内表面,以减少设备材质对产品的污染。在相同的设计条件和炉体结构下,碳钢材料的强度性能和导热性能均优于不锈钢,因此以复合板取代传统的不锈钢材料制造还原炉的钟罩及底盘,大大改善了还原炉内壁与 冷却 水 夹套之间的 传热 效果,从而避免钟罩及底盘因传热效果不好而受炉内高温影响出现 石墨 化倾向。本实用新型在降低材料成本和设备重量的同时,减少设备不安全因素的出现,提高了还原炉的使用寿命。,下面是多晶还原炉钟罩与底盘专利的具体信息内容。

1.多晶还原炉钟罩与底盘,包括钟罩、底盘,其特征在于:所述钟罩包括内壁与外壁,所述底盘包括上表面与下表面。
2.根据权利要求1所述的多晶硅还原炉钟罩与底盘,其特征在于:所述钟罩与底盘采用-不锈钢复合板材料制造。
3.根据权利要求2所述的多晶硅还原炉钟罩与底盘,其特征在于:所述钟罩外壁采用复合板的碳钢层作为基层材料,所述钟罩内壁采用复合板的不锈钢层材料;所述底盘下表面采用复合板的碳钢层作为基层材料,所述底盘上表面采用复合板的不锈钢材料。
4.根据权利要求1或2所述的多晶硅还原炉钟罩与底盘,其特征在于:所述钟罩的外壁外侧设有冷却夹套,所述底盘的下表面外侧设有水冷结构。
5.根据权利要求4所述的多晶硅还原炉钟罩与底盘,其特征在于:所述水冷结构包含冷却水进口B与冷却水出口B。
6.根据权利要求4所述的多晶硅还原炉钟罩与底盘,其特征在于:所述冷却水夹套上设有冷却水进口A与冷却水出口A。
7.根据权利要求6所述的多晶硅还原炉钟罩与底盘,其特征在于:所述冷却水进水口A位于钟罩的下部,所述冷却水出口A位于钟罩的顶部。

说明书全文

多晶还原炉钟罩与底盘

技术领域

[0001] 本实用新型涉及太阳能领域的多晶硅制造技术,特别涉及多晶硅还原炉,具体是一种多晶硅还原炉钟罩与底盘。

背景技术

[0002] 多晶硅是半导体、大规模集成电路和太阳能产业的重要基础原材料。现有技术中广泛采用SiHCl3还原法制备多晶硅。SiHCl3与H2反应生成硅的过程在还原炉中进行,主要反应为SiHCl3(g)+H2=Si(s)+3HCl(g),上述反应要求温度控制在1100℃左右才能有效进行。为减少设备材料对产品的污染,现有还原炉的制造材料选用不锈,由于其使用温度许用上限低于炉内维持反应所必需的高温,为避免钟罩内壁和底盘上表面的温度超出钢材的使用温度而发生石墨化倾向而产生安全隐患,钟罩及底盘均采用外壁冷却套换热,以降低钟罩及底盘的壁面温度。
[0003] 随着多晶硅SiHCl3还原法生产工艺的日渐成熟和生产规模的不断扩大,还原炉的技术研发趋向大型化,24对棒还原炉和36对棒还原炉已逐渐成为主流反应器,这两种规格的还原炉直径均在2m以上。在炉内维持反应必需的压和高温条件下,还原炉的钟罩和底盘为满足设备强度要求而相应加厚,导热性能随之大幅下降,因此在相同的设计条件和炉体结构下,必须加大冷却水套中的冷却水流量,从而将设备与反应空间接触面的壁面温度控制在材料的许用温度范围内,否则,还原炉的钟罩及底盘材料可能出现石墨化倾向而发生安全隐患,降低还原炉的使用寿命。
[0004] 另一方面,现有大型还原炉的直径较大,为满足设备强度要求,在相同的设计条件和炉体结构下,不锈钢材料的厚度加大,导致设备制造的材料成本大幅增加,设备重量也相应增大。实用新型内容
[0005] 本实用新型的目的在于提供一种多晶硅还原炉钟罩与底盘,大大提高还原炉外壁与底盘的传热效果,从而降低钟罩内壁与底盘上表面的温度,避免出现石墨化倾向,延长还原炉的使用寿命;同时,降低冷却水的消耗量,减少生产成本,节约材料成本,减轻设备重量。本实用新型的多晶硅还原炉钟罩与底盘采用以下技术方案实现:
[0006] 多晶硅还原炉钟罩与底盘,包括钟罩、底盘,所述钟罩包括内壁与外壁,所述底盘包括上表面与下表面。
[0007] 作为本实用新型的一种优选方案,所述钟罩与底盘采用钢-不锈钢复合板材料制造。
[0008] 作为本实用新型的一种优选方案,所述钟罩外壁采用复合板的碳钢层作为基层材料,所述钟罩内壁采用复合板的不锈钢层材料;所述底盘下表面采用复合板的碳钢层作为基层材料,所述底盘上表面采用复合板的不锈钢材料。
[0009] 作为本实用新型的一种优选方案,所述钟罩的外壁外侧设有冷却水夹套,所述底盘的下表面外侧设有水冷结构。
[0010] 作为本实用新型的一种优选方案,所述冷却水夹套上设有冷却水进口A与冷却水出口A。
[0011] 作为本实用新型的一种优选方案,所述冷却水进水口A位于钟罩的下部,所述冷却水出口A位于钟罩的顶部。
[0012] 作为本实用新型的一种优选方案,所述水冷结构包含冷却水进口B与冷却水出口B。
[0013] 本实用新型的工作原理是:采用碳钢-不锈钢复合板制造多晶硅还原炉钟罩和底盘,复合板的碳钢层作为基层材料,用作还原炉的外表面,即钟罩外壁和底盘下表面;不锈钢层作为还原炉的内表面,即钟罩内壁和底盘上表面,以减少设备材质对产品的污染。
[0014] 碳钢的导热性能优于不锈钢,在相同的设计条件和炉体结构下,复合板钟罩能更快地将还原炉内壁的热量传递到外壁,还原炉底盘能更快地将底盘上表面的热量传递到下表面,通过冷却水夹套内的冷却水将热量吸收并带走,传热效果得到改善,从而降低钟罩内壁和底盘上表面的温度,避免还原炉钟罩及底盘钢材在高温下出现石墨化倾向,提高了还原炉的使用寿命,减少了设备不安全因素的出现。采用碳钢-不锈钢复合板钟罩及底盘,其冷却夹套中可采用较小的冷却水流量,从而可降低冷却水的消耗量以降低生产成本。
[0015] 碳钢的强度性能优于不锈钢,在相同的设计条件和炉体结构下,较薄的复合板钟罩及底盘即可满足设备的强度要求,较之现有的不锈钢钟罩及底盘,不但材料成本大大降低,设备重量也相应减轻。本实用新型的多晶硅还原炉钟罩与底盘能更好地适应还原炉大型化发展需要。附图说明
[0016] 图1是本实用新型多晶硅还原炉钟罩与底盘的示意图。
[0017] 附图标记:
[0018] 1钟罩 2钟罩外壁 3钟罩内壁 4底盘[0019] 5底盘上表面 6底盘下表面 7冷却水夹套 8冷却水进口A [0020] 9冷却水出口A 10冷却水进口B 11冷却水出口B 12水冷结构。

具体实施方式

[0021] 下面结合具体实施方式对本实用新型作进一步说明。
[0022] 如图1所示,本实用新型多晶硅还原炉钟罩与底盘包括钟罩1、底盘4,钟罩1包括钟罩外壁2与钟罩内壁3,钟罩外壁2采用复合板的碳钢层作为基层材料;钟罩内壁3采用复合板的不锈钢层材料。钟罩1的碳钢外壁2采用冷却水夹套7,设置冷却水进口A8和冷却水出口A9,冷却水出口A9位于钟罩1的顶部。
[0023] 底盘4包括底盘上表面5与底盘下表面6,采用复合板的碳钢层作为基层材料,用作底盘的下表面6;底盘上表面5采用复合板的不锈钢层材料。底盘下表面6采用水冷结构12,设置冷却水进口B10和冷却水出口B11。
[0024] 本实例的工作过程是:多晶硅还原炉工作时,通过向冷却水夹套7与水冷结构12中注入冷却水,及时将还原炉内壁的温度传递至还原炉外壁,大大降低还原炉内壁的温度,而还原炉外壁,即钟罩外壁2与底盘下表面6采用复合板的碳钢层材料,实现更快更好的传热效果,从而降低钟罩内壁3和底盘上表面5的温度,避免还原炉钟罩1及底盘4的材料在高温下出现石墨化倾向,提高了还原炉的使用寿命,减少了设备不安全因素的出现。
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