用于多晶硅還原爐的底盤組件和多晶硅還原爐的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種用于多晶硅還原爐的底盤組件和多晶硅還原爐，用于多晶硅還原爐的底盤組件包括：底盤本體，底盤本體內限定有冷卻腔；多個電極，多個電極設在底盤本體上且在底盤本體上排列成多圈，每圈電極等間距設置且中心位于底盤本體的中心軸線上；多個進氣端管，多個進氣端管設在底盤本體上且位于相鄰圈電極之間以及底盤本體的中心處；多個出氣端管，多個出氣端管設在底盤本體上且位于最外圈電極與最內圈電極之間；至少一個進氣管，每個進氣管與至少一個進氣端管相連。至少一個出氣管，每個出氣管與至少一個出氣端管相連。根據本發明實施例的用于多晶硅還原爐的底盤組件具有結構緊湊、節能高效、集成大型化、單爐產量高等優點。
【專利說明】
用于多晶硅還原爐的底盤組件和多晶硅還原爐
技術領域
[0001]本發明涉及多晶硅生產技術領域，具體而言，涉及一種用于多晶硅還原爐的底盤組件和具有所述用于多晶硅還原爐的底盤組件的多晶硅還原爐。
【背景技術】
[0002]多晶硅還原爐主要由爐筒和底盤兩大部分組成，底盤作為多晶硅還原爐的核心部件，其結構和性能決定了還原爐進料的均勻性、硅棒的生長質量和還原電耗。
[0003]現有技術中的多晶硅還原爐的底盤，電極的數量受底盤結構尺寸的限制較大，無法最大限度地挖掘底盤利用的潛能，因此多晶硅還原爐在開發集成大型化還原爐、提高電能利用率、提尚多晶娃生廣質量和廣量等方面均有待提尚。

【發明內容】

[0004]本發明旨在至少在一定程度上解決相關技術中的上述技術問題之一。為此，本發明提出一種用于多晶硅還原爐的底盤組件，該用于多晶硅還原爐的底盤組件具有結構緊湊、節能高效、集成大型化、單爐產量高等優點。
[0005]本發明還提出一種具有所述用于多晶硅還原爐的底盤組件的多晶硅還原爐。
[0006]為實現上述目的，根據本發明的第一方面的實施例提出一種用于多晶硅還原爐的底盤組件，所述用于多晶硅還原爐的底盤組件包括:底盤本體，所述底盤本體內限定有冷卻腔;多個電極，多個所述電極設在所述底盤本體上且在所述底盤本體上排列成多圈，每圈電極等間距設置且中心位于所述底盤本體的中心軸線上，多圈電極沿所述底盤本體的徑向間隔設置;多個進氣端管，多個所述進氣端管設在所述底盤本體上且位于相鄰圈電極之間以及所述底盤本體的中心處；多個出氣端管，多個所述出氣端管設在所述底盤本體上且位于最外圈電極與最內圈電極之間；至少一個進氣管，每個所述進氣管與至少一個所述進氣端管相連。至少一個出氣管，每個所述出氣管與至少一個所述出氣端管相連。
[0007]根據本發明實施例的用于多晶硅還原爐的底盤組件具有結構緊湊、節能高效、集成大型化、單爐產量高等優點。
[0008]另外，根據本發明實施例的用于多晶硅還原爐的底盤組件還可以具有如下附加的技術特征:
[0009]根據本發明的一個實施例，所述底盤本體的內直徑為2800mm-3000mm，所述電極為
48對。
[0010]根據本發明的一個實施例，所述電極為48對且在所述底盤本體上排列成4-6圈。
[0011]根據本發明的一個實施例，所述電極分布在沿所述底盤本體的徑向由外至內的第一至第四圈上，所述第一圈上分布有18對電極，所述第二圈上分布有14對電極，所述第三圈上分布有1對電極，所述第四圈上分布有6對電極。
[0012]根據本發明的一個實施例，每個所述電極包括:電極座，所述電極座設在所述底盤本體上；電極本體，所述電極本體設在所述電極座上，其中，每圈電極的相鄰兩個電極本體的正負極反向設置且相鄰兩對電極通過電極板連接。
[0013]根據本發明的一個實施例，所述進氣端管為20-50個，其中，一個進氣端管設在所述底盤本體的中心處且其余進氣端管排列成多圈，多圈進氣端管設在相鄰圈電極之間以及最內圈電極與所述底盤本體的中心之間。
[0014]根據本發明的一個實施例，所述其余進氣端管分布在沿所述底盤本體的徑向由外至內的第一至第四圈，所述第一圈上分布有20個進氣端管，所述第二圈上分布有15個進氣端管，所述第三圈上分布有6個進氣端管，所述第四圈上分布有4個進氣端管。
[0015]根據本發明的一個實施例，多個所述出氣端管在所述底盤本體上排列成至少一圈，每圈出氣端管的相鄰出氣端管之間設有進氣端管。
[0016]根據本發明的一個實施例，所述底盤本體包括:底盤法蘭;上底板，所述上底板設在所述底盤法蘭內；下底板，所述下底板設在所述底盤法蘭內且位于所述上底板下方，所述下底板與所述上底板和所述底盤法蘭限定出所述冷卻腔；多個導流板，多個所述導流板設在所述冷卻腔內且在所述冷卻腔內限定出多個螺旋流道。
[0017]根據本發明的一個實施例，所述用于多晶硅還原爐的底盤組件還包括:多個進液管，多個所述進液管設在所述底盤本體上且每個所述進液管分別與多個所述螺旋流道連通，多個所述進液管位于最外圈電極與最內圈電極之間以及所述底盤本體的中心處；多個出液管，多個所述出液管設在所述底盤本體上且每個所述出液管分別與多個所述螺旋流道連通，多個所述出液管在所述底盤本體的徑向上位于最外圈電極的外側。
[0018]根據本發明的一個實施例，多個所述進液管分別嵌套在所述出氣管以及位于所述底盤本體中心處的進氣管外。
[0019]根據本發明的一個實施例，所述出液管的上端高于所述冷卻腔的內底面。
[0020]根據本發明的第二方面的實施例提出一種多晶硅還原爐，所述多晶硅還原爐包括根據本發明的第一方面的實施例所述的用于多晶硅還原爐的底盤組件。
[0021]根據本發明實施例的多晶硅還原爐，通過利用根據本發明的第一方面的實施例所述的用于多晶硅還原爐的底盤組件，具有結構緊湊、節能高效、集成大型化、產量高等優點。
【附圖說明】
[0022]圖1是根據本發明實施例的用于多晶硅還原爐的底盤組件的結構示意圖。
[0023]圖2是根據本發明實施例的用于多晶硅還原爐的底盤組件的剖視圖。
[0024]附圖標記:
[0025]用于多晶硅還原爐的底盤組件1、
[0026]底盤本體100、底盤法蘭110、上底板120、下底板130、冷卻腔140、電極座210、進氣端管300、出氣端管400、進氣管500、出氣管600、進液管700、出液管800。
【具體實施方式】
[0027]下面詳細描述本發明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本發明，而不能理解為對本發明的限制。
[0028]下面參考附圖描述根據本發明實施例的用于多晶硅還原爐的底盤組件I。
[0029]如圖1和圖2所示，根據本發明實施例的用于多晶硅還原爐的底盤組件I包括底盤本體100、多個電極、多個進氣端管300、多個出氣端管400、至少一個進氣管500和至少一個出氣管600。
[0030]底盤本體100內限定有冷卻腔140。每個電極上安裝有硅棒，多個所述電極設在底盤本體100上，且多個所述電極在底盤本體100上排列成多圈，每圈內的電極等間距設置，且每圈電極整體的中心位于底盤本體100的中心軸線上，多圈電極沿底盤本體100的徑向間隔設置。多個進氣端管300設在底盤本體100上，且多個進氣端管300位于相鄰圈電極之間以及底盤本體100的中心處。多個出氣端管400設在底盤本體100上，且多個出氣端管400位于最外圈電極與最內圈電極之間。每個進氣管500與至少一個進氣端管300相連。每個出氣管600與至少一個出氣端管400相連。
[0031]具體而言，底盤本體100的內直徑為2800mm-3000mm，換言之，與底盤本體100配套的爐筒的內直徑為2800mm-3000mm，所述電極為48對。
[0032]根據本發明實施例的用于多晶硅還原爐的底盤組件1，通過對結構的上述優化，合理布置電極、進氣端管300和出氣端管400，從而能夠在爐筒內直徑為2800mm-3000mm的底盤本體100上，在保證同圈相鄰電極中心距離恒定的前提下獲得48對棒多晶硅還原爐。
[0033]具體而言，多個進氣端管300位于相鄰圈電極之間以及底盤本體100的中心處，由此能夠保證進氣分布和溫度分布均勻，且相比相關技術中底盤中心出氣口的設置，中心設置進氣端管300可以有效避免中心出氣口附近由憋壓形成的流動死區，從而顯著提高硅棒下部區域的生長速率。
[0034]并且，多個出氣端管400位于最外圈電極與最內圈電極之間，相比相關技術中將出氣端管布置在電極外側的方案，不僅能夠提高進氣和出氣兩方面的均勻性，而且利于硅棒的生長。
[0035]此外，每個進氣管500與至少一個進氣端管300相連，每個出氣管600與至少一個出氣端管400相連。換言之，一個進氣管500與一個或多個進氣端管300相連，一個出氣管600與一個或多個出氣端管400相連，這樣可以有效擴大底盤本體100的下部安裝空間。
[0036]因此，根據本發明實施例的用于多晶硅還原爐的底盤組件I，具有結構緊湊、節能高效、集成大型化、單爐產量高等優點，利用本發明的用于多晶硅還原爐的底盤組件I的多晶娃還原爐，能耗保持在42kwh/kg-si以下，單爐年產能^650t，能有效降低多晶娃生產成本。
[0037]下面參考附圖描述根據本發明具體實施例的用于多晶硅還原爐的底盤組件I。
[0038]如圖1和圖2所不，根據本發明實施例的用于多晶娃還原爐的底盤組件I包括底盤本體100、多個電極、多個進氣端管300、多個出氣端管400、至少一個進氣管500和至少一個出氣管600。
[0039]在本發明的一些具體實施例中，如圖1和圖2所示，所述電極為48對且在底盤本體100上排列成4-6圈。
[0040]具體而言，每個所述電極包括電極座210和電極本體。電極座210設在底盤本體100上。所述電極本體設在電極座210上。其中，每圈電極的相鄰兩個電極本體的正負極反向設置且相鄰兩對電極通過電極板連接。
[0041]舉例而言，如圖1和圖2所示，電極在內徑為2800mm-3000mm的底盤本體100上排列成4-6圈，共48對即96個電極，電極可按同心圓或多邊形方式排布，但不限于同心圓或多邊形排布方式。
[0042 ]以4個圓周按同心圓方式布置48對電極為例，所述電極分布在沿底盤本體100的徑向由外至內的第一至第四圈上，所述第一圈上分布有18對即36個電極，所述第二圈上分布有14對即28個電極，所述第三圈上分布有10對即20個電極，所述第四圈上分布有6對即12個電極。所述電極的電極本體的正負極按環向方向逐一間隔設置，相鄰兩對電極通過電極板連接，娃棒間等距分布，間距為190mm-250mm，優選為220mm，相鄰兩娃棒通過橫梁連接。
[0043]在本發明的一些具體示例中，如圖1和圖2所示，進氣端管300為20-50個。其中，一個進氣端管300設在底盤本體100的中心處，且其余進氣端管300排列成多圈，多圈進氣端管300設在相鄰圈電極之間以及最內圈電極與底盤本體100的中心之間。
[0044]舉例而言，如圖1和圖2所示，進氣端管300為46個，其中45個進氣端管300分布在沿底盤本體100的徑向由外至內的第一至第四圈，所述第一圈上分布有20個進氣端管，所述第二圈上分布有15個進氣端管，所述第三圈上分布有6個進氣端管，所述第四圈上分布有4個進氣端管。此外，還有一個進氣端管300設在底盤本體100的中心處，從而有效避免中心設置出氣口而導致附近由憋壓形成的流動死區，硅棒下部區域的生長速率得到提高顯著。
[0045]在本發明的一些具體實施例中，如圖1和圖2所示，多個出氣端管400在底盤本體100上排列成至少一圈，每圈出氣端管400的相鄰出氣端管400之間設有進氣端管300。
[0046]舉例而言，如圖1和圖2所示，出氣端管400可以為6個，6個出氣端管400排列在第二圈進氣端管300所在的圓周上，且進氣端管300和出氣端管400沿該圓周的周向交替設置，由此，出氣端管400與進氣端管300分散交叉布置，滿足進氣和出氣兩方面的均勻性，且利于硅棒的生長。
[0047]在本發明的一些具體示例中，如圖2所示，底盤本體100包括上底板120、下底板130
和多個導流板。
[0048]底盤法蘭110與爐筒為配對法蘭，保證設備的密封性。上底板120設在底盤法蘭110內。下底板130設在底盤法蘭110內且位于上底板120下方，下底板130與上底板120和底盤法蘭110限定出冷卻腔140。多個所述導流板設在冷卻腔140內且在冷卻腔140內限定出多個螺旋流道。
[0049]可選地，如圖2所示，用于多晶硅還原爐的底盤組件I還包括多個進液管700和多個出液管800。
[0050]多個進液管700設在底盤本體100上且每個進液管700分別與多個所述螺旋流道連通，多個進液管700位于最外圈電極與最內圈電極之間以及底盤本體100的中心處。多個出液管800設在底盤本體100上且每個出液管800分別與多個所述螺旋流道連通，多個出液管800在底盤本體100的徑向上位于最外圈電極的外側。
[0051 ]多個所述螺旋流道從底盤本體100的中心旋向邊緣。冷卻液從進液管700進入冷卻水腔后，均勻通過各螺旋流道，對上底板120、進氣端管300、出氣端管400和電極進行強制冷卻。導流板設有適當的弧度，確保不會出現冷卻死角而影響冷卻效果。每個導流板上弧度變化較大的部分上設置若干連通孔，使得兩側冷卻液相互流通，避免產生流動死區，冷卻液在經過由中央到外圈若干層螺旋流道后，由出液管800流出，保證對底盤本體100散熱冷卻的均勻性。
[0052]舉例而言，如圖2所示，底盤本體100上設有7個進液管700和6個出液管800，進液管700和出液管800均與下底板130相連。
[0053]其中，多個進液管700分別嵌套在出氣管600以及位于底盤本體100中心處的進氣管500外，由此不僅可以保證冷卻腔140能夠同時在底盤本體100的中心和中間位置處流入冷卻液，從而保證底盤本體100冷卻的均勻性，而且可以減少底盤本體100下部的管路數量，節省底盤本體100下部的安裝空間。
[0054]可選地，如圖2所示，出液管800的上端高于冷卻腔140的內底面，以保證冷卻腔140內始終有一定高度的冷卻液存在。
[0055]下面參考附圖描述根據本發明實施例的多晶硅還原爐。根據本發明實施例的多晶硅還原爐包括根據本發明上述實施例的用于多晶硅還原爐的底盤組件I。
[0056]根據本發明實施例的多晶硅還原爐，通過利用根據本發明上述實施例的用于多晶硅還原爐的底盤組件I，具有結構緊湊、節能高效、集成大型化、產量高等優點，能耗保持在42kwh/kg-si以下，單爐年產能彡650t，能有效降低多晶娃生產成本。
[0057]根據本發明實施例的多晶硅還原爐的其他構成以及操作對于本領域普通技術人員而言都是已知的，這里不再詳細描述。
[0058]在本發明的描述中，需要理解的是，術語“中心”、“縱向”、“橫向”、“長度”、“寬度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底” “內”、“外”、“順時針”、“逆時針”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。
[0059]此外，術語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術特征的數量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括一個或者更多個該特征。在本發明的描述中，“多個”的含義是至少兩個，例如兩個，三個等，除非另有明確具體的限定。
[0060]在本發明中，除非另有明確的規定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術語應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體;可以是機械連接，也可以是電連接;可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通或兩個元件的相互作用關系。對于本領域的普通技術人員而言，可以根據具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。
[0061]在本發明中，除非另有明確的規定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接觸，也可以包括第一和第二特征不是直接接觸而是通過它們之間的另外的特征接觸。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或僅僅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或僅僅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0062]在本說明書的描述中，參考術語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特征、結構、材料或者特點包含于本發明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不必須針對的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結構、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。此外，本領域的技術人員可以將本說明書中描述的不同實施例或示例進行接合和組合。
[0063]盡管上面已經示出和描述了本發明的實施例，可以理解的是，上述實施例是示例性的，不能理解為對本發明的限制，本領域的普通技術人員在本發明的范圍內可以對上述實施例進行變化、修改、替換和變型。
【主權項】
1.一種用于多晶硅還原爐的底盤組件，其特征在于，包括: 底盤本體，所述底盤本體內限定有冷卻腔； 多個電極，多個所述電極設在所述底盤本體上且在所述底盤本體上排列成多圈，每圈電極等間距設置且中心位于所述底盤本體的中心軸線上，多圈電極沿所述底盤本體的徑向間隔設置； 多個進氣端管，多個所述進氣端管設在所述底盤本體上且位于相鄰圈電極之間以及所述底盤本體的中心處； 多個出氣端管，多個所述出氣端管設在所述底盤本體上且位于最外圈電極與最內圈電極之間； 至少一個進氣管，每個所述進氣管與至少一個所述進氣端管相連。 至少一個出氣管，每個所述出氣管與至少一個所述出氣端管相連。2.根據權利要求1所述的用于多晶硅還原爐的底盤組件，其特征在于，所述底盤本體的內直徑為2800mm-3000mm，所述電極為48對。3.根據權利要求1所述的用于多晶硅還原爐的底盤組件，其特征在于，所述電極為48對且在所述底盤本體上排列成4-6圈。4.根據權利要求3所述的用于多晶硅還原爐的底盤組件，其特征在于，所述電極分布在沿所述底盤本體的徑向由外至內的第一至第四圈上，所述第一圈上分布有18對電極，所述第二圈上分布有14對電極，所述第三圈上分布有10對電極，所述第四圈上分布有6對電極。5.根據權利要求1所述的用于多晶硅還原爐的底盤組件，其特征在于，每個所述電極包括: 電極座，所述電極座設在所述底盤本體上； 電極本體，所述電極本體設在所述電極座上，其中，每圈電極的相鄰兩個電極本體的正負極反向設置且相鄰兩對電極通過電極板連接。6.根據權利要求1所述的用于多晶硅還原爐的底盤組件，其特征在于，所述進氣端管為20-50個，其中，一個進氣端管設在所述底盤本體的中心處且其余進氣端管排列成多圈，多圈進氣端管設在相鄰圈電極之間以及最內圈電極與所述底盤本體的中心之間。7.根據權利要求6所述的用于多晶硅還原爐的底盤組件，其特征在于，所述其余進氣端管分布在沿所述底盤本體的徑向由外至內的第一至第四圈，所述第一圈上分布有20個進氣端管，所述第二圈上分布有15個進氣端管，所述第三圈上分布有6個進氣端管，所述第四圈上分布有4個進氣端管。8.根據權利要求1所述的用于多晶硅還原爐的底盤組件，其特征在于，多個所述出氣端管在所述底盤本體上排列成至少一圈，每圈出氣端管的相鄰出氣端管之間設有進氣端管。9.根據權利要求1-8中任一項所述的用于多晶硅還原爐的底盤組件，其特征在于，所述底盤本體包括: 底盤法蘭； 上底板，所述上底板設在所述底盤法蘭內； 下底板，所述下底板設在所述底盤法蘭內且位于所述上底板下方，所述下底板與所述上底板和所述底盤法蘭限定出所述冷卻腔； 多個導流板，多個所述導流板設在所述冷卻腔內且在所述冷卻腔內限定出多個螺旋流道。10.根據權利要求9所述的用于多晶硅還原爐的底盤組件，其特征在于，還包括: 多個進液管，多個所述進液管設在所述底盤本體上且每個所述進液管分別與多個所述螺旋流道連通，多個所述進液管位于最外圈電極與最內圈電極之間以及所述底盤本體的中心處； 多個出液管，多個所述出液管設在所述底盤本體上且每個所述出液管分別與多個所述螺旋流道連通，多個所述出液管在所述底盤本體的徑向上位于最外圈電極的外側。11.根據權利要求10所述的用于多晶硅還原爐的底盤組件，其特征在于，多個所述進液管分別嵌套在所述出氣管以及位于所述底盤本體中心處的進氣管外。12.根據權利要求10所述的用于多晶硅還原爐的底盤組件，其特征在于，所述出液管的上端高于所述冷卻腔的內底面。13.—種多晶硅還原爐，其特征在于，包括根據權利要求1-12中任一項所述的用于多晶硅還原爐的底盤組件。
【文檔編號】C01B33/021GK106044775SQ201610587490
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年7月22日 公開號201610587490.9, CN 106044775 A, CN 106044775A, CN 201610587490, CN-A-106044775, CN106044775 A, CN106044775A, CN201610587490, CN201610587490.9
【發明人】石何武, 汪紹芬, 嚴大洲, 石濤, 楊永亮, 姚心
【申請人】中國恩菲工程技術有限公司