一种多晶硅还原炉气流控制器

摘要

本发明公开了一种多晶硅还原炉气流控制器，用于控制还原炉的尾气排放，所述还原炉包括底盘，所述底盘中设置有排气孔，其中，所述气流控制器包括圆筒状本体，所述圆筒状本体的底端设置为开口部，顶端设置有密封端盖，所述筒状本体的侧壁上设置有多个通孔，所述圆筒状本体的底端与所述排气孔承插连接，所述开口部与所述排气孔流体连通。该气流控制器通过改变反应气体的流动轨迹，延长喷射速率较低的气体在还原炉内停留的时间，以使该部分气体能够充分反应，提高多晶硅转化率；进一步地，该气流控制器还可以避免生产多晶硅过程中可能产生的硅渣掉落到排气孔中。

说明书

技术领域

本发明涉及多晶硅还原炉技术领域，尤其是一种多晶硅还原炉气流控制器。

背景技术

目前，业界生产多晶硅的方法有多种，其中较为常见的是氢还原法。其是 把提纯好的三氯氢硅和净化好的氢气作为原料，通入到反应容器内，在高温、 高压环境下，两者在反应容器内发生化学反应，形成多晶硅，并沉积在反应容 器内的发热体上。

现有的还原炉中，还原炉的底部设置有底盘，如图1所示，底盘1中至少 设置有进气喷嘴101和排气孔102，其中，排气孔102位于底盘1的中央，多个 进气喷嘴101排布排气孔102的四周，进气喷嘴101和排气孔102的开口方向 都是朝向还原炉的高度方向。参与反应的气体原料通过进气喷嘴101注入到还 原炉内，反应后产生的尾气通过排气孔102排出。当气体原料通过进气喷嘴101 注入到还原炉中时，靠近喷嘴侧壁的气体的速率最低，喷射到还原炉中的高度 较低，由于排气孔102的开口方向是朝向还原炉的高度方向，喷射速率较低的 气体下行后直接进入排气孔102，在还原炉内停留的时间较短，未反应充分便从 排气孔102排出，造成多晶硅生产中物耗和能耗高。进一步地，由于排气孔102 的开口方向是朝向还原炉的高度方向，生产多晶硅过程中可能产生硅渣掉落到 排气孔102中，造成堵塞而排气不畅，降低生产效率。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种多晶硅还原炉气流控制器，通过改变反应气 体的流动轨迹，延长喷射速率较低的气体在还原炉内停留的时间，以使该部分 气体能够充分反应，提高多晶硅转化率；进一步地，该气流控制器还可以避免 生产多晶硅过程中可能产生的硅渣掉落到排气孔中。

为了达到上述的目的，本发明采用了如下的技术方案：

一种多晶硅还原炉气流控制器，用于控制还原炉的尾气排放，所述还原炉 包括底盘，所述底盘中设置有排气孔，其中，所述气流控制器包括圆筒状本体， 所述圆筒状本体的底端设置为开口部，顶端设置有密封端盖，所述筒状本体的 侧壁上设置有多个通孔，所述圆筒状本体的底端与所述排气孔承插连接，所述 开口部与所述排气孔流体连通。

优选地，所述圆筒状本体的底端延伸出有一插接部，所述插接部的外径小 于所述圆筒状本体的外径，所述插接部的外径小于所述排气孔的内径，所述圆 筒状本体的外径大于所述排气孔的内径。

优选地，所述密封端盖的四周边缘分别延伸凸出于所述筒状本体的侧壁外 侧。

优选地，所述密封端盖的四周边缘分别延伸凸出于所述筒状本体的侧壁外 侧的长度为5～10mm。

优选地，所述密封端盖为圆形或方形的平板状。

优选地，所述密封端盖为圆形的平板状，所述密封端盖的直径比所述筒状 本体的外径大10～20mm。

优选地，所述多个通孔呈阵列分布在所述筒状本体的侧壁上。

优选地，所述通孔为圆孔，其直径为8～12mm。

优选地，所述多个通孔的总面积不小于所述排气孔的面积。

优选地，位于最靠近所述筒状本体的底端的通孔与所述底盘的距离不小于 20mm。

本发明提供的多晶硅还原炉气流控制器，设置在还原炉底盘的排气孔上， 气流控制器的顶端设置有密封端盖，沿还原炉高度方向下行的气体无法直接进 入排气孔，而是由密封端盖改变其流动轨迹，然后从沿横向(与还原炉高度方 向垂直)开口的通孔进入到圆筒状本体中，再通入到还原炉的排气孔中排出， 通过改变气体的流动轨迹，延长了喷射速率较低的气体在还原炉内停留的时间， 以使该部分气体能够充分反应，提高多晶硅转化率。进一步地，该气流控制器 的顶端设置有密封端盖，还可以避免生产多晶硅过程中可能产生的硅渣掉落到 排气孔中，降低排气孔被堵塞的几率，减少设备故障，提高生产效率。

附图说明

图1是现有的还原炉的底盘的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的气流控制器的立体图；

图3是本发明实施例提供的气流控制器的剖面图；

图4是本发明实施例提供的气流控制器装配在排气孔上的立体结构示意图；

图5是本发明实施例提供的气流控制器装配在排气孔上的剖面结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说 明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内 容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样 落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附 图中仅仅示出了与根据本发明的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了 与本发明关系不大的其他细节。

本发明实施例提供了一种多晶硅还原炉气流控制器，其主要用于控制还原 炉的尾气排放。参阅图1的现有技术中的还原炉底盘，如图1所示，底盘1中 至少设置有进气喷嘴101和排气孔102，其中，排气孔102位于底盘1的中央， 多个进气喷嘴101排布排气孔102的四周，参与反应的气体原料通过进气喷嘴 101注入到还原炉内，反应后产生的尾气通过排气孔102排出。本发明实施例提 供的气流控制器主要是控制还原炉中的气体流入到排气孔102流动轨迹。

具体地，参阅图2-图5，所述气流控制器2包括圆筒状本体21，所述圆筒 状本体21的底端设置为开口部22，顶端设置有密封端盖23，所述筒状本体21 的侧壁上设置有多个通孔24，所述圆筒状本体21的底端与所述排气孔102承插 连接，所述开口部22与所述排气孔102流体连通。

通过将如上的气流控制器2设置在还原炉底盘1的排气孔102上，由于气 流控制器2的顶端设置有密封端盖23，沿还原炉高度方向下行的气体无法直接 进入排气孔102，而是由密封端盖23改变其流动轨迹，然后从沿横向(与还原 炉高度方向垂直)开口的通孔24进入到圆筒状本体21中，再通入到还原炉的 排气孔102中排出，通过改变气体的流动轨迹，延长了喷射速率较低的气体在 还原炉内停留的时间，以使该部分气体能够充分反应，提高多晶硅转化率。进 一步地，该气流控制器2的顶端设置有密封端盖23，还可以避免生产多晶硅过 程中可能产生的硅渣掉落到排气孔102中，降低排气孔102被堵塞的几率，减 少设备故障，提高生产效率。

在本实施例中，参阅图2、图3和图5，所述圆筒状本体21的底端延伸出 有一插接部25，所述插接部25的外径小于所述圆筒状本体21的外径。所述插 接部25的外径小于所述排气孔102的内径，以使所述插接部25可以插入到所 述排气孔102中。所述圆筒状本体21的外径大于所述排气孔102的内径，当所 述插接部25插入到所述排气孔102中时，所述圆筒状本体21的底端被所述底 盘1支撑。在优选的方案中，所述插接部25的外径设计为略微小于所述排气孔 102的内径，以使所述插接部25可以紧密地插入到所述排气孔102中。

在本实施例中，参阅图2和图3，所述密封端盖23为圆形的平板状。其中， 所述密封端盖23的直径比所述筒状本体21的外径大10～20mm。在另外的一些 实施例中，所述密封端盖23也可以设计为方形的平板状或者是其他的一些不规 则的形状。其中，为了更好地改变气体的流动轨迹，所述密封端盖23的四周边 缘分别延伸凸出于所述筒状本体21的侧壁外侧，较为优选的是，所述密封端盖 23的四周边缘分别延伸凸出于所述筒状本体21的侧壁外侧的长度为5～10mm。 其中，将所述密封端盖23设计为圆形，可以在各个方向上对气体的流动轨迹的 改变更加均匀，效果更好。

在本实施例中，参阅图2和图3，所述多个通孔24呈阵列分布在所述筒状 本体21的侧壁上，所述通孔24为圆孔，其直径优选为8～12mm。当然在另外的 一些实施例中，也可以是随意地排布，并且通孔24也可以设计为其他的形状， 例如方形。将多个通孔24阵列分布，可以达到更佳的排气效果。进一步地，为 了使排气更加顺畅，所述多个通孔24的总面积应当设计为不小于所述排气孔102 的面积。更进一步地，位于最靠近所述筒状本体21的底端的通孔24与所述底 盘1的距离不小于20mm。

综上所述，本发明提供的多晶硅还原炉气流控制器，通过改变反应气体的 流动轨迹，延长喷射速率较低的气体在还原炉内停留的时间，以使该部分气体 能够充分反应，提高多晶硅转化率；进一步地，该气流控制器还可以避免生产 多晶硅过程中可能产生的硅渣掉落到排气孔中。

以上所述仅是本申请的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通 技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰， 这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。