專利名稱：多晶硅還原爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及多晶硅的生產(chǎn)設(shè)備，更具體地說(shuō)，涉及一種多晶硅還原爐。
背景技術(shù)：
隨著科技的發(fā)展，太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)和半導(dǎo)體工業(yè)的發(fā)展也越來(lái)越迅猛，因此對(duì)于太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)和半導(dǎo)體工業(yè)生產(chǎn)用的主要原料多晶硅的需求也越來(lái)越大。目前，業(yè)界生產(chǎn)多晶硅的方法有多種，其中比較常見的是氫還原法，也稱西門子法，其原理是，將高純的氫氣和高純度的硅的反應(yīng)物作為原料，按一定比例通入到反應(yīng)容器內(nèi)(即多晶硅還原爐)，在高溫高壓的環(huán)境下，氫氣還原硅的反應(yīng)物，從而形成多晶硅，形成的多晶硅會(huì)沉積在硅芯上。隨著化學(xué)反應(yīng)的繼續(xù)，沉積在硅芯上的多晶硅越來(lái)越多，逐漸將硅芯全部覆蓋，變成一根外部包裹著多晶硅的棒狀體，俗稱硅棒。隨著還原爐內(nèi)化學(xué)反應(yīng)的繼續(xù)進(jìn)行，硅棒的半徑越來(lái)越大，直到達(dá)到預(yù)定的尺寸，即停止還原爐內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)。多晶硅還原爐一般包括底盤和設(shè)置于底盤上的爐體，底盤上設(shè)置有多對(duì)電極， 每對(duì)電極間具有一根硅芯。采用西門子法生產(chǎn)多晶硅時(shí)，需要將還原爐內(nèi)的溫度維持在 1100°C左右的高溫，這樣在多晶硅的生產(chǎn)過(guò)程中，通過(guò)還原爐的爐壁就會(huì)散發(fā)出大量的熱量，而且在開停爐的過(guò)程中也會(huì)損失大量能量，為了解決能量損耗嚴(yán)重的問題，現(xiàn)有技術(shù)中采用了增加還原爐內(nèi)的電極對(duì)數(shù)的方法，如圖1所示，為現(xiàn)有技術(shù)中還原爐底盤的俯視圖， 圖中各標(biāo)號(hào)分別表示，1、底盤；2、混合氣進(jìn)料噴氣口，以下簡(jiǎn)稱進(jìn)氣口 ；3、混合氣尾氣出氣導(dǎo)管口，以下簡(jiǎn)稱排氣口 ；4、電極。從圖1中可以看出，現(xiàn)有技術(shù)中采用了在還原爐底盤1上設(shè)置36對(duì)電極4的方式，來(lái)提高單臺(tái)還原爐的多晶硅產(chǎn)量，從而降低每公斤多晶硅的單位能耗。但是，現(xiàn)有技術(shù)中的還原爐底盤上的電極是以同心圓結(jié)構(gòu)布置的，僅是傳統(tǒng)12對(duì)電極還原爐的簡(jiǎn)單放大， 而且，在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，采用如圖1所示的還原爐生產(chǎn)出的多晶硅棒常常出現(xiàn)酥松的現(xiàn)象，多晶硅棒的表面產(chǎn)生嚴(yán)重的“爆米花現(xiàn)象”，甚至出現(xiàn)倒棒等影響正常生產(chǎn)的情況?；谝陨显?，亟需一種新的多晶硅還原爐，以解決多晶硅生產(chǎn)過(guò)程中的高能耗、 低質(zhì)量的問題。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型實(shí)施例提供一種多晶硅還原爐，解決了現(xiàn)有技術(shù)中的問題，提高了多晶硅產(chǎn)品的質(zhì)量，并且，通過(guò)擴(kuò)展電極的對(duì)數(shù)，在保證產(chǎn)品質(zhì)量的同時(shí)，還能夠降低生產(chǎn)單位質(zhì)量的多晶硅產(chǎn)品的能量消耗。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型實(shí)施例提供了如下技術(shù)方案一種多晶硅還原爐，包括爐體和底盤，所述底盤上具有多對(duì)均勻分布的電極，所述電極的排布呈蜂窩狀，具體為所述底盤中心具有六個(gè)電極，所述六個(gè)電極以所述底盤的中心為中心點(diǎn)呈正六邊形排布，所述六個(gè)電極分別位于所述正六邊形的六個(gè)頂點(diǎn)處；[0011]以所述正六邊形為中心，其它電極依次向外排布，并且，最外層電極的連線近似為以所述底盤的中心為圓心的圓。優(yōu)選的，所述底盤上還包括位于正六邊形中心位置處的進(jìn)氣口 ；位于所述底盤中心位置處的排氣口和/或位于所述最外層電極連線處且均勻排布的多個(gè)排氣口。優(yōu)選的，每?jī)蓚€(gè)電極間的最小距離為130mmj60mm。優(yōu)選的，每?jī)蓚€(gè)電極間設(shè)置一個(gè)硅芯，最外層硅芯的中心與所述多晶硅還原爐的內(nèi)筒壁間的距離為100mm-300mm。優(yōu)選的，以所述底盤的中心為圓心，設(shè)置有硅芯的區(qū)域被平均分為6個(gè)夾角為 60°的扇形區(qū)，每個(gè)扇形區(qū)內(nèi)的硅芯布置方式關(guān)于底盤中心對(duì)稱，并且，位于所述底盤中心處的六個(gè)電極分別與外層的電極相連，以在所述底盤中心處設(shè)置六個(gè)硅芯。優(yōu)選的，所述底盤上設(shè)置的電極對(duì)數(shù)為6對(duì)、18對(duì)、36對(duì)、60對(duì)、90對(duì)。優(yōu)選的，以所述底盤的中心為圓心，設(shè)置有硅芯的區(qū)域被平均分為3個(gè)夾角為 120°的扇形區(qū)，每個(gè)扇形區(qū)的硅芯布置方式關(guān)于底盤中心對(duì)稱。優(yōu)選的，所述底盤上設(shè)置的電極對(duì)數(shù)為3對(duì)、42對(duì)、48對(duì)、M對(duì)、63對(duì)、84對(duì)。優(yōu)選的，所述電極的正負(fù)兩極在所述底盤上交替間隔設(shè)計(jì)。優(yōu)選的，所述底盤采用水冷卻式結(jié)構(gòu)，其上設(shè)置冷卻水進(jìn)口和冷卻水出口。與現(xiàn)有技術(shù)相比，上述技術(shù)方案具有以下優(yōu)點(diǎn)本實(shí)用新型實(shí)施例提供的多晶硅還原爐，由于其底盤上電極的排布呈蜂窩狀，從而使得任意兩個(gè)電極間的距離均是相等的，每個(gè)硅芯周邊的氣體分布就較均勻，從而提高了多晶硅產(chǎn)品的質(zhì)量。并且，由于電極特殊的排布方式，每一層電極的外圍均可采用同樣的排布方式，繼續(xù)增加相應(yīng)數(shù)量的電極對(duì)數(shù)，進(jìn)而增加每一爐的多晶硅產(chǎn)量，但是一爐多晶硅的生產(chǎn)周期并未延長(zhǎng)，從而，在保證產(chǎn)品質(zhì)量的同時(shí)，降低了生產(chǎn)單位質(zhì)量的多晶硅產(chǎn)品的能量消耗，也縮短了生產(chǎn)單位質(zhì)量多晶硅產(chǎn)品的時(shí)間。另外，由于進(jìn)氣口位于正六邊形的中心處，混合氣體噴出過(guò)程中不會(huì)受到硅芯的阻擋，從而可以避免上升的氣柱在底部的擴(kuò)散，由于進(jìn)氣口的分布也是均勻的，因此還原爐的頂部不會(huì)存在氣體流動(dòng)的死區(qū)，確保了硅棒的均勻生長(zhǎng)，而且由于每個(gè)硅芯周邊都設(shè)置有足夠的進(jìn)氣口，從而可使反應(yīng)氣體與硅棒充分接觸，從而提高硅的一次性轉(zhuǎn)化率。并且， 由于排氣口均勻分布在電極的最外圈和/或底盤的中心位置，從而在加快氣體流動(dòng)速率， 以提高多晶硅沉積速率的同時(shí)，又不會(huì)影響混合氣體的擴(kuò)散，從而不會(huì)縮短混合氣體在還原爐內(nèi)的停留時(shí)間，從而進(jìn)一步的提高了硅的一次性轉(zhuǎn)化率。

通過(guò)附圖所示，本實(shí)用新型的上述及其它目的、特征和優(yōu)勢(shì)將更加清晰。在全部附圖中相同的附圖標(biāo)記指示相同的部分。并未刻意按實(shí)際尺寸等比例縮放繪制附圖，重點(diǎn)在于示出本實(shí)用新型的主旨。圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的多晶硅還原爐底盤的俯視圖；圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例公開的多晶硅還原爐底盤的俯視圖；[0029]圖3為本實(shí)用新型另一實(shí)施例公開的多晶硅還原爐的主視圖；圖4-圖6為本實(shí)用新型另一實(shí)施例公開的多晶硅還原爐的硅芯排布方式示意圖；圖7-圖12為本實(shí)用新型其它實(shí)施例公開的多晶硅還原爐的硅芯排布方式示意圖。
具體實(shí)施方式
為使本實(shí)用新型的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
做詳細(xì)的說(shuō)明。在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本實(shí)用新型，但是本實(shí)用新型還可以采用其他不同于在此描述的其它方式來(lái)實(shí)施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本實(shí)用新型內(nèi)涵的情況下做類似推廣，因此本實(shí)用新型不受下面公開的具體實(shí)施例的限制。其次，本實(shí)用新型結(jié)合示意圖進(jìn)行詳細(xì)描述，在詳述本實(shí)用新型實(shí)施例時(shí)，為便于說(shuō)明，表示器件結(jié)構(gòu)的剖面圖會(huì)不依一般比例作局部放大，而且所述示意圖只是示例，其在此不應(yīng)限制本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。此外，在實(shí)際制作中應(yīng)包含長(zhǎng)度、寬度及深度的三維空間尺寸。正如背景技術(shù)部分所述，現(xiàn)有技術(shù)中的多晶硅還原爐能耗大，并且生產(chǎn)出的多晶硅棒質(zhì)量較差，本實(shí)用新型發(fā)明人研究發(fā)現(xiàn)，出現(xiàn)這種情況的原因是，現(xiàn)有技術(shù)中的36棒的還原爐底盤采用的同心圓結(jié)構(gòu)布置電極，使得各個(gè)電極間的距離并不是完全相等的，從而導(dǎo)致每個(gè)硅芯周邊的氣體分布不均勻，并且，由于各個(gè)電極與進(jìn)氣口以及排氣口間的距離也是各不相同的，同時(shí)結(jié)合進(jìn)氣口與排氣口的排布方式，還導(dǎo)致還原爐內(nèi)的熱場(chǎng)和氣體的流場(chǎng)很難均勻分布，從而影響多晶硅的沉積，進(jìn)而使得生產(chǎn)出的多晶硅棒質(zhì)量較差。基于上述原因，發(fā)明人考慮，如果改變電極的排布方式，使每個(gè)電極周邊的氣體環(huán)境相同，還可同時(shí)結(jié)合適當(dāng)?shù)倪M(jìn)氣口和排氣口的排布方式，使還原爐的內(nèi)的反應(yīng)氣體分布更加均勻，由此生產(chǎn)出的多晶硅棒的質(zhì)量便能夠得到提高。結(jié)合上述思想，本實(shí)用新型實(shí)施例公開了一種多晶硅還原爐，下面采用多個(gè)實(shí)施例分別對(duì)該多晶硅還原爐的結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)描述。實(shí)施例一本實(shí)施例公開的多晶硅還原爐包括爐體和底盤，所述底盤的結(jié)構(gòu)圖如圖2所示， 該底盤11上具有多對(duì)均勻分布的電極12，其中，所述電極12的排布呈蜂窩狀，具體為所述底盤11中心具有六個(gè)電極，所述六個(gè)電極12以所述底盤11的中心為中心點(diǎn)呈正六邊形排布，所述六個(gè)電極12分別位于所述正六邊形的六個(gè)頂點(diǎn)處；以所述正六邊形為中心，其它電極依次向外排布，并且，最外層電極12的連線近似為以所述底盤的中心為圓心的圓。換句話說(shuō)，也就是先以底盤中心為中心點(diǎn)做一個(gè)正六邊形，正六邊形的每個(gè)頂點(diǎn)處設(shè)置一個(gè)電極12，再以該正六邊形的每一條邊為邊，向外繼續(xù)做正六邊形，以此為規(guī)律， 向外延伸多層正六邊形，達(dá)到所需層數(shù)后，去除最外層正六邊形的外頂點(diǎn)，即最外層的每個(gè)正六邊形被去除了 1個(gè)或2個(gè)最外邊的頂點(diǎn)，使最外層的正六邊形剩余的各個(gè)頂點(diǎn)的連線近似呈圓形，該圓形的圓心為底盤11的中心，在每個(gè)正六邊形的頂點(diǎn)處均設(shè)置一個(gè)電極
512，即布置完成了底盤上的多對(duì)電極12，布置完成后的電極排布呈蜂窩狀。圖2中僅以36 對(duì)電極為例說(shuō)明了本實(shí)施例中的電極排布方式。需要強(qiáng)調(diào)的是，本實(shí)施例中的最外層電極的連線只是近似呈圓形，而非精確的圓形，隨著最外層電極數(shù)量的增多，底盤半徑的增大，最外層電極的連線會(huì)越來(lái)越接近圓形， 并且，在不影響硅棒質(zhì)量的前提下，可以適當(dāng)增加或減少幾個(gè)最外層電極的數(shù)量，也就是說(shuō)，電極排布的層數(shù)、最外層電極的數(shù)量及其連線的具體形狀并不能用來(lái)限制本實(shí)用新型實(shí)施例的保護(hù)范圍。另外，參見圖2，所述底盤上還包括進(jìn)氣口 15和排氣口 13，本實(shí)施例中的進(jìn)氣口 15 位于正六邊形的中心位置處，也就是說(shuō)，可以在每個(gè)正六邊形的中心位置處設(shè)置一個(gè)進(jìn)氣口，從而使每個(gè)硅芯周邊的氣體環(huán)境是一樣的，有利于硅棒的生長(zhǎng)；并且，結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程發(fā)現(xiàn)，并非是每個(gè)正六邊形的中心位置處都必須設(shè)置一個(gè)進(jìn)氣口，才能提高硅棒的質(zhì)量， 還可以減少進(jìn)氣口的數(shù)量，只要保證每個(gè)進(jìn)氣口必須設(shè)置在正六邊形的中心位置即可，也就是說(shuō)，相應(yīng)減少進(jìn)氣口的數(shù)量，對(duì)硅棒的生長(zhǎng)影響很小，因此，具體如何選擇進(jìn)氣口的數(shù)量和排布可以根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況而定。本實(shí)施例中的排氣口可以為一個(gè)也可以為多個(gè)，當(dāng)只有一個(gè)排氣口時(shí)，該排氣口位于所述底盤11的中心位置處，以便使還原爐內(nèi)的氣體環(huán)境穩(wěn)定且分布均勻；當(dāng)有多個(gè)排氣口時(shí)，可以有兩種情況，一是，所述多個(gè)排氣口均設(shè)置于底盤最外層電極連線處，并且均勻排布，即所述多個(gè)排氣口均勻設(shè)置于以底盤中心為圓心的圓30上，排氣口的位置不能與最外層電極的位置重合，二是，除設(shè)置于最外層電極連線處且均勻排布的最外層的排氣口外，還可在所述底盤11的中心位置處設(shè)置一個(gè)排氣口。上述三者排氣口的排布方式，均有利于還原爐內(nèi)的氣體環(huán)境穩(wěn)定，可使?fàn)t內(nèi)的反應(yīng)氣體分布更加均勻，有利于高質(zhì)量硅棒的形成。綜上所述，按照上述電極排布，使得任意兩個(gè)電極間的距離均是相等的，每個(gè)硅芯周邊的氣體分布就較均勻，從而提高了多晶硅產(chǎn)品的質(zhì)量。并且，由于電極呈蜂窩狀的排布方式，每一層電極的外圍均可采用同樣的排布方式，繼續(xù)增加相應(yīng)數(shù)量的電極對(duì)數(shù)，進(jìn)而增加每一爐的多晶硅產(chǎn)量，但是一爐多晶硅的生產(chǎn)周期并未延長(zhǎng)，從而，在保證產(chǎn)品質(zhì)量的同時(shí)，降低了生產(chǎn)單位質(zhì)量的多晶硅產(chǎn)品的能量消耗，也縮短了生產(chǎn)單位質(zhì)量多晶硅產(chǎn)品的時(shí)間。并且，由于進(jìn)氣口位于正六邊形的中心處，混合氣體噴出過(guò)程中不會(huì)受到電極的阻擋，從而可以避免上升的氣柱在底部的擴(kuò)散，由于進(jìn)氣口的分布也是均勻的，因此還原爐的頂部不會(huì)存在氣體流動(dòng)的死區(qū)，確保了硅棒的均勻生長(zhǎng)，而且由于每個(gè)硅芯周邊都設(shè)置有足夠的進(jìn)氣口，從而可使反應(yīng)氣體與硅棒充分接觸，從而提高硅的一次性轉(zhuǎn)化率。并且， 由于排氣口均勻分布在電極的最外圈和/或底盤的中心位置，從而在加快氣體流動(dòng)速率， 以提高多晶硅沉積速率的同時(shí)，又不會(huì)影響混合氣體的擴(kuò)散，從而不會(huì)縮短混合氣體在還原爐內(nèi)的停留時(shí)間，從而進(jìn)一步的提高了硅的一次性轉(zhuǎn)化率。實(shí)施例二本實(shí)施例公開的多晶硅還原爐的主視圖如圖3所示，該還原爐底盤的俯視圖仍如圖2所示，該還原爐的硅芯排布方式如圖4所示，本實(shí)施例與上一實(shí)施例不同的是，本實(shí)施例中結(jié)合還原爐的整體結(jié)構(gòu)，對(duì)該還原爐各部分的具體尺寸、硅芯排布等方面進(jìn)行詳細(xì)描述，本實(shí)施例中仍以底盤上具有36對(duì)電極的還原爐為例進(jìn)行說(shuō)明。參見圖2-圖4，該多晶硅還原爐包括底盤11和爐體21，其中爐體21優(yōu)選采用含夾套冷卻水的鐘罩式雙層爐體，底盤11上如圖2所示設(shè)置有36對(duì)電極12，電極的排布呈蜂窩狀，電極12的正負(fù)兩極在底盤11上交替間隔設(shè)置，每正負(fù)兩個(gè)電極間設(shè)置一個(gè)硅芯22，底盤上還設(shè)置有混合氣進(jìn)氣管16和混合氣尾氣出氣導(dǎo)管14，混合氣進(jìn)氣口 15與混合氣進(jìn)氣管16相連，混合氣尾氣出氣導(dǎo)管14可采用含夾套冷卻水的雙層導(dǎo)管，其出口為排氣口 13， 其中進(jìn)氣口 15和排氣口 13的分布方式如圖2所示。為了保證反應(yīng)的順利進(jìn)行，在爐體21和底盤11上均采用水冷卻的方式來(lái)控制設(shè)備的溫度。其中，底盤11上設(shè)置有冷卻水進(jìn)水口 17和冷卻水出水口 18，爐體21的爐壁上也設(shè)置有爐體冷卻水進(jìn)水口 19和爐體冷卻水出水口 20，并在爐壁內(nèi)設(shè)置有呈螺旋狀布置的夾套冷卻水導(dǎo)流板23，通過(guò)水循環(huán)來(lái)控制爐體的溫度，并且爐體21上還可設(shè)置試鏡孔M， 以觀察爐體內(nèi)化學(xué)沉積反應(yīng)的進(jìn)行情況。參見圖2和圖4，需要說(shuō)明的是，本實(shí)施例中為了避免內(nèi)筒壁25與最外層硅芯距離過(guò)近而導(dǎo)致的還原爐內(nèi)熱量的散失，因此，本實(shí)施例中最外層硅芯的中心與所述多晶硅還原爐的內(nèi)筒壁間的距離在IOOmm 300mm范圍內(nèi)。并且，為了保證硅棒的質(zhì)量和生產(chǎn)效率， 該還原爐底盤上每?jī)蓚€(gè)電極間的最小距離，即正六邊形的邊長(zhǎng)d在130mm160mm范圍內(nèi)，如此設(shè)計(jì)出的具有36對(duì)電極的還原爐內(nèi)筒半徑介于2000mm-3200mm之間。以上所述內(nèi)筒壁即為圖3中的爐體21的內(nèi)壁。另外，本實(shí)施例中的硅芯排布如圖4所示，具體的，以所述底盤的中心為圓心，設(shè)置有硅芯的區(qū)域被平均分為6個(gè)夾角為60°的扇形區(qū)，每個(gè)扇形區(qū)內(nèi)的硅芯布置方式關(guān)于底盤中心對(duì)稱，并且，位于所述底盤中心處的六個(gè)電極分別與外層的電極相連，以在所述底盤中心處設(shè)置六個(gè)硅芯。并且，如果在每個(gè)正六邊形的中心處都設(shè)置一個(gè)進(jìn)氣口，則圖2中所示的底盤上即設(shè)置有31個(gè)進(jìn)氣口，如果在底盤中心和最外層電極連續(xù)處均設(shè)置排氣口，則圖2中所示的底盤上即設(shè)置有19個(gè)排氣口，當(dāng)然，進(jìn)氣口和排氣口的設(shè)置方式和數(shù)量可隨實(shí)際情況而定，這里不再詳細(xì)描述。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，本實(shí)施例中的電極數(shù)量可以根據(jù)還原爐規(guī)模的大小， 逐層增加或減少，硅芯的數(shù)量也會(huì)隨之增加或減少，內(nèi)筒的半徑也會(huì)逐漸變大或縮小，其中，采用圖4所示硅芯的排布方式的多晶硅還原爐中，其底盤上設(shè)置的電極對(duì)數(shù)可以為6 對(duì)、18對(duì)、36對(duì)、60對(duì)、90對(duì)等以上述方式排布的任意對(duì)數(shù)，其中，具有60對(duì)電極的還原爐的硅芯排布方式如圖5所示，其內(nèi)筒的半徑介于2200mm-3500mm之間，具有90對(duì)電極的還原爐的硅芯排布方式如圖6所示，其內(nèi)筒的半徑介于2500mm-3800mm之間。相應(yīng)的，如果每一個(gè)正六邊形中心均設(shè)置一個(gè)進(jìn)氣口，則圖5中所示的還原爐底盤上即設(shè)置有56個(gè)進(jìn)氣口，圖6中所示的還原爐底盤上即設(shè)置有73個(gè)進(jìn)氣口，而排氣口的數(shù)量可根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行設(shè)置，這里不再做具體限定。實(shí)施例三本實(shí)施例公開的多晶硅還原爐的硅芯排布方式與上一實(shí)施例不同，如圖7-圖12 所示。本實(shí)施例中硅芯排布方式具體為，以所述底盤的中心為圓心，設(shè)置有硅芯的區(qū)域被平均分為3個(gè)夾角為120°的扇形區(qū)，每個(gè)扇形區(qū)的硅芯布置方式關(guān)于底盤中心對(duì)稱。[0058]其中，上述排布方式還可分為兩類，一是如上一實(shí)施例所述，位于所述底盤中心處的六個(gè)電極分別與外層的電極相連，以在所述底盤中心處設(shè)置六個(gè)硅芯，其它區(qū)域的硅芯分布則根據(jù)所需硅芯數(shù)量而定，如圖7和圖8所示，圖7中的還原爐底盤上設(shè)置有42對(duì)電極，其內(nèi)筒的半徑介于2000mm-3200mm之間，圖8中的還原爐底盤上設(shè)置有63對(duì)電極，其內(nèi)筒的半徑介于^00mm-3800mm之間，相應(yīng)的，如果每一個(gè)正六邊形中心均設(shè)置一個(gè)進(jìn)氣口， 則圖7中所示的還原爐底盤上即設(shè)置有31個(gè)進(jìn)氣口，圖8中所示的還原爐底盤上即設(shè)置有 55個(gè)進(jìn)氣口。二是位于底盤中心處的六個(gè)電極兩兩相連，在底盤中心處設(shè)置三個(gè)硅芯，如圖 9-圖12所示，圖9中的還原爐底盤上設(shè)置有48對(duì)電極，其內(nèi)筒的半徑介于2200mm-3000mm 之間，圖10和圖11中的還原爐底盤上設(shè)置有M對(duì)電極，其內(nèi)筒的半徑介于M00mm-3400mm 之間，圖12中的還原爐底盤上設(shè)置有84對(duì)電極，其內(nèi)筒的半徑介于3000mm-4300mm之間， 相應(yīng)的，如果每一個(gè)正六邊形中心均設(shè)置一個(gè)進(jìn)氣口，則圖9中所示的還原爐底盤上即設(shè)置有37個(gè)進(jìn)氣口，圖10和圖11中所示的還原爐底盤上即設(shè)置有43個(gè)進(jìn)氣口，圖12中所示的還原爐底盤上即設(shè)置有73個(gè)進(jìn)氣口，其中排氣口的數(shù)量可根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行設(shè)置，這里不再做具體限定，當(dāng)然還可以只設(shè)置具有3對(duì)電極的還原爐底盤。需要說(shuō)明的是，以上兩個(gè)實(shí)施例中所述的硅芯的排布方式并不能用來(lái)限定本實(shí)施例的保護(hù)范圍，凡是采用本實(shí)用新型思想設(shè)計(jì)出的硅芯排布方式以及設(shè)置不同數(shù)量的電極，均在本實(shí)用新型實(shí)施例的保護(hù)范圍之內(nèi)。本實(shí)用新型實(shí)施例公開的多晶硅還原爐，可根據(jù)實(shí)際需要設(shè)置不同電極對(duì)數(shù)以及硅芯數(shù)量，并可相應(yīng)的增減進(jìn)氣口和排氣口的數(shù)量，滿足了多晶硅大規(guī)模生產(chǎn)和新能源發(fā)
展的需要。以上所述，僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本實(shí)用新型作任何形式上的限制。雖然本實(shí)用新型已以較佳實(shí)施例披露如上，然而并非用以限定本實(shí)用新型。任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案范圍情況下，都可利用上述揭示的方法和技術(shù)內(nèi)容對(duì)本實(shí)用新型技術(shù)方案作出許多可能的變動(dòng)和修飾，或修改為等同變化的等效實(shí)施例。因此，凡是未脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所做的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化及修飾，均仍屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案保護(hù)的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種多晶硅還原爐，包括爐體和底盤，所述底盤上具有多對(duì)均勻分布的電極，所述電極的排布呈蜂窩狀，具體為所述底盤中心具有六個(gè)電極，所述六個(gè)電極以所述底盤的中心為中心點(diǎn)呈正六邊形排布，所述六個(gè)電極分別位于所述正六邊形的六個(gè)頂點(diǎn)處；以所述正六邊形為中心，其它電極依次向外排布，并且，最外層電極的連線近似為以所述底盤的中心為圓心的圓。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多晶硅還原爐，其特征在于，所述底盤上還包括位于正六邊形中心位置處的進(jìn)氣口；位于所述底盤中心位置處的排氣口和/或位于所述最外層電極連線處且均勻排布的多個(gè)排氣口。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多晶硅還原爐，其特征在于，每?jī)蓚€(gè)電極間的最小距離為 130mm-260mmo
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多晶硅還原爐，其特征在于，每?jī)蓚€(gè)電極間設(shè)置一個(gè)硅芯，最外層硅芯的中心與所述多晶硅還原爐的內(nèi)筒壁間的距離為100mm-300mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的多晶硅還原爐，其特征在于，以所述底盤的中心為圓心，設(shè)置有硅芯的區(qū)域被平均分為6個(gè)夾角為60°的扇形區(qū)，每個(gè)扇形區(qū)內(nèi)的硅芯布置方式關(guān)于底盤中心對(duì)稱，并且，位于所述底盤中心處的六個(gè)電極分別與外層的電極相連，以在所述底盤中心處設(shè)置六個(gè)硅芯。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的多晶硅還原爐，其特征在于，所述底盤上設(shè)置的電極對(duì)數(shù)為6 對(duì)、18對(duì)、36對(duì)、60對(duì)、90對(duì)。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的多晶硅還原爐，其特征在于，以所述底盤的中心為圓心，設(shè)置有硅芯的區(qū)域被平均分為3個(gè)夾角為120°的扇形區(qū)，每個(gè)扇形區(qū)的硅芯布置方式關(guān)于底盤中心對(duì)稱。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的多晶硅還原爐，其特征在于，所述底盤上設(shè)置的電極對(duì)數(shù)為3 對(duì)、42對(duì)、48對(duì)、54對(duì)、63對(duì)、84對(duì)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述的多晶硅還原爐，其特征在于，所述電極的正負(fù)兩極在所述底盤上交替間隔設(shè)計(jì)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的多晶硅還原爐，其特征在于，所述底盤采用水冷卻式結(jié)構(gòu)， 其上設(shè)置冷卻水進(jìn)口和冷卻水出口。
專利摘要本實(shí)用新型實(shí)施例公開了一種多晶硅還原爐，包括爐體和底盤，所述底盤上具有多對(duì)均勻分布的電極，所述電極的排布呈蜂窩狀，具體為所述底盤中心具有六個(gè)電極，所述六個(gè)電極以所述底盤的中心為中心點(diǎn)呈正六邊形排布，所述六個(gè)電極分別位于所述正六邊形的六個(gè)頂點(diǎn)處；以所述正六邊形為中心，其它電極向外排布，并且，最外層電極的連線近似為以所述底盤的中心為圓心的圓。本實(shí)用新型實(shí)施例提供的多晶硅還原爐，提高了多晶硅產(chǎn)品的質(zhì)量，并且，通過(guò)擴(kuò)展電極的對(duì)數(shù)，在保證產(chǎn)品質(zhì)量的同時(shí)，還能夠降低生產(chǎn)單位質(zhì)量的多晶硅產(chǎn)品的能量消耗。
文檔編號(hào)C01B33/035GK201962075SQ20112008552
公開日2011年9月7日 申請(qǐng)日期2011年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月28日
發(fā)明者吳梅, 李仙壽 申請(qǐng)人:四川瑞晟光伏材料有限公司