一种太阳能级多晶硅生产装置

摘要

本发明公开了一种太阳能级多晶硅生产装置，涉及太阳能生产设备技术领域，包括还原炉，还原炉的顶部和底部分别设置有炉盖和基座，炉盖的顶部设置有视镜和出口，基座的顶部安装有多组硅棒，硅棒的底部安装有电加热器，还原炉的内壁设置有容腔，容腔的一侧连接有进气环管，进气环管的底部连接有多组盘管。本发明通过从进料口排入的SiHCl3，SiHCl3从进料管中分配到不同的储仓中，使每个进气管内部的气流更加均匀地注入，进行进气管的预热，H2从进气环管中进入到盘管中，使不同高度的还原炉内部充满H2，使SiHCl3在喷出到还原炉中时，与喷出的H2进行混合，使SiHCl3和H2可以充分反应，更好地配合SiHCl3进行还原。

权利要求

1.一种太阳能级多晶硅生产装置，包括还原炉，其特征在于：所述还原炉的顶部和底部分别设置有炉盖和基座，且炉盖的顶部设置有视镜和出口，所述基座的顶部安装有多组硅棒，所述硅棒的底部安装有电加热器，所述还原炉的内壁设置有容腔，且容腔的一侧连接有进气环管，所述进气环管的底部连接有多组盘管，且盘管的一端皆连接有第一出气管，所述第一出气管的内部设置有出气通槽，且出气通槽的一侧连接有通道，所述出气通槽的顶部和底部皆设置有凹槽，且凹槽的内壁固定有弹簧，所述通道的内部设置有单向堵头，且单向堵头与弹簧的首端固定连接，所述炉盖的顶部连接有进料管，所述进料管的内部设置有储仓和空腔，所述储仓的内部皆转动连接有延伸至空腔内部的调节轴，且调节轴的外侧固定有多组隔板，所述空腔的内部转动连接有连接轴，且连接轴的外侧固定有配合齿轮，所述调节轴的外侧固定有大齿轮，所述储仓的下方连接有多组进气管，且进气管的外侧设置有多组第二出气管。

2.根据权利要求1所述的一种太阳能级多晶硅生产装置，其特征在于：所述大齿轮的外侧设置有链条，多组所述大齿轮通过链条转动连接，其中一组所述调节轴的末端固定有与配合齿轮相互啮合的小齿轮。

3.根据权利要求1所述的一种太阳能级多晶硅生产装置，其特征在于：所述隔板的数目为六组，且六组所述隔板的之间的距离大于储仓的顶部进口和底部出口的直径。

4.根据权利要求1所述的一种太阳能级多晶硅生产装置，其特征在于：多组所述进气管与多组所述硅棒的位置相互交错。

5.根据权利要求1所述的一种太阳能级多晶硅生产装置，其特征在于：所述通道的直径大于出气通槽的直径，所述单向堵头的直径大于出气通槽的直径，所述通道与单向堵头形成间隙。

6.根据权利要求1所述的一种太阳能级多晶硅生产装置，其特征在于：所述还原炉、炉盖和基座皆通过法兰盘可拆卸连接。

7.根据权利要求1所述的一种太阳能级多晶硅生产装置，其特征在于：所述盘管的数目为多组，且多组盘管从上至下呈蛇形结构。

说明书

一种太阳能级多晶硅生产装置

技术领域

[0001] 本发明涉及太阳能生产设备技术领域，具体为一种太阳能级多晶硅生产装置。

背景技术

[0002] 多晶硅，是单质硅的一种形态，熔融的单质硅在过冷条件下凝固时，硅原子以金刚石晶格形态排列成许多晶核，如这些晶核长成晶面取向不同的晶粒，则这些晶粒结合起来，
就结晶成多晶硅。从目前国际太阳电池的发展过程可以看出其发展趋势为单晶硅、多晶硅、
带状硅、薄膜材料(包括微晶硅基薄膜、化合物基薄膜及染料薄膜)。电子工业中广泛用于制
造半导体收音机、录音机、电冰箱、彩电、录像机、电子计算机等的基础材料，多晶硅的生产
技术主要为改良西门子法和硅烷法，改良西门子法将工业硅粉与HCl反应，加工成SiHCl3，
再让SiHCl3在H2气氛的还原炉中还原沉积得到多晶硅，这种方法的优点是节能降耗显著、成
本低、质量好、采用综合利用技术，对环境不产生污染，具有明显的竞争优势。

[0003] 在多晶硅的生产工艺中，经过多级精馏的SiHCl3采用高温还原工艺，以高纯的SiHCl3在H2中还原，但是在SiHCl3发生反应时，使H2不能很好的与SiHCl3进行融合，使SiHCl3
的利用率低，生成多晶硅的容量较少，H2的出口较少，使氛围不均匀，且在反应中，生成的其
他气态混合物容易与H2的出口进行混合，混合后再进入还原炉中，H2氛围不够，并且不能很
好的调节进入到还原炉中SiHCl3的容量，反应效果不好。

发明内容

[0004] 本发明的目的在于：为了解决在SiHCl3发生反应时，使H2不能很好的与SiHCl3进行融合，使SiHCl3的利用率低，生成多晶硅的容量较少，H2的出口较少，使氛围不均匀的问题，
提供一种太阳能级多晶硅生产装置。

[0005] 为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种太阳能级多晶硅生产装置，包括还原炉，所述还原炉的顶部和底部分别设置有炉盖和基座，且炉盖的顶部设置有视镜和出
口，所述基座的顶部安装有多组硅棒，所述硅棒的底部安装有电加热器，所述还原炉的内壁
设置有容腔，且容腔的一侧连接有进气环管，所述进气环管的底部连接有多组盘管，且盘管
的一端皆连接有第一出气管，所述第一出气管的内部设置有出气通槽，且出气通槽的一侧
连接有通道，所述出气通槽的顶部和底部皆设置有凹槽，且凹槽的内壁固定有弹簧，所述通
道的内部设置有单向堵头，且单向堵头与弹簧的首端固定连接，所述炉盖的顶部连接有进
料管，所述进料管的内部设置有储仓和空腔，所述储仓的内部皆转动连接有延伸至空腔内
部的调节轴，且调节轴的外侧固定有多组隔板，所述空腔的内部转动连接有连接轴，且连接
轴的外侧固定有配合齿轮，所述调节轴的外侧固定有大齿轮，所述储仓的下方连接有多组
进气管，且进气管的外侧设置有多组第二出气管。

[0006] 优选地，所述大齿轮的外侧设置有链条，多组所述大齿轮通过链条转动连接，其中一组所述调节轴的末端固定有与配合齿轮相互啮合的小齿轮。

[0007] 优选地，所述隔板的数目为六组，且六组所述隔板的之间的距离大于储仓的顶部进口和底部出口的直径。

[0008] 优选地，多组所述进气管与多组所述硅棒的位置相互交错。

[0009] 优选地，所述通道的直径大于出气通槽的直径，所述单向堵头的直径大于出气通槽的直径，所述通道与单向堵头形成间隙。

[0010] 优选地，所述还原炉、炉盖和基座皆通过法兰盘可拆卸连接。

[0011] 优选地，所述盘管的数目为多组，且多组盘管从上至下呈蛇形结构。

[0012] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：

[0013] 1、本发明通过从进料口排入的SiHCl3，使SiHCl3从进气管向下运动到不同位置的第二出气管中，同时，H2从进气环管中进入到盘管中，使H2在不同位置的盘管中向下运动，使
H2到达不同位置的第一出气管中，使不同高度的还原炉的内部充满H2，使SiHCl3在喷出到还
原炉中时，与喷出的H2进行混合，使SiHCl3和H2可以充分反应，更好的配合SiHCl3进行还原；

[0014] 2、本发明通过在第一出气管的位置中，单向堵头将出气通槽堵住，使SiHCl3和H2形成的混合气流被单向堵头堵住，使还原炉内部的混合气体进行已经SiHCl3还原反应，利用
进气环管进行H2的注入，使供应的H2保持纯净，并在不供应的时间段，使第一出气管保持单
向关闭的状态，避免还原炉内部的混合气流反向流动，同时，单向流动的结构可以起到密封
的作用；

[0015] 3、本发明通过设置的调节槽，连接轴带动配合齿轮转动，利用配合齿轮和小齿轮的相互啮合，使小齿轮带动大齿轮转动，利用大齿轮和链条的相互配合，使多个调节轴带动
隔板转动，同时，SiHCl3从进料管中注入，使隔板之间进行SiHCl3的承接，直到相邻位置的隔
板的内部SiHCl3进行充满，使SiHCl3从进料管中分配到不同的储仓中，使每个进气管内部的
气流更加的均匀的注入，然后通过进气管长度的预热，可以更好的在H2氛围中进行还原。

附图说明

[0016] 图1为本发明的结构示意图；

[0017] 图2为本发明进料槽的结构示意图；

[0018] 图3为本发明空腔的结构示意图；

[0019] 图4为本发明盘管的结构示意图；

[0020] 图5为本发明图1中A处的放大图。

[0021] 图中：1、还原炉；2、容腔；3、视镜；4、出口；5、法兰盘；6、基座；7、硅棒；8、进气环管；9、盘管；10、第一出气管；11、通道；12、出气通槽；13、凹槽；14、弹簧；15、单向堵头；16、间隙；
17、进料管；18、隔板；19、调节轴；20、储仓；21、空腔；22、大齿轮；23、链条；24、小齿轮；25、连
接轴；26、配合齿轮；27、进气管；28、第二出气管；29、电加热器；30、炉盖。

具体实施方式

[0022] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于
本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他
实施例，都属于本发明保护的范围。

[0023] 在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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
便于描述本发明和简化描述，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发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”、
“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本发明的描述中，需要说
明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“设置”应做广义理解，
例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接,也可以是电
连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于
本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。下面根
据本发明的整体结构，对其实施例进行说明。

[0024] 请参阅图1‑5，一种太阳能级多晶硅生产装置，包括还原炉1，还原炉1的顶部和底部分别设置有炉盖30和基座6，且炉盖30的顶部设置有视镜3和出口4，基座6的顶部安装有
多组硅棒7，硅棒7的底部安装有电加热器29，还原炉1的内壁设置有容腔2，且容腔2的一侧
连接有进气环管8，进气环管8的底部连接有多组盘管9，且盘管9的一端皆连接有第一出气
管10，第一出气管10的内部设置有出气通槽12，且出气通槽12的一侧连接有通道11，出气通
槽12的顶部和底部皆设置有凹槽13，且凹槽13的内壁固定有弹簧14，通道11的内部设置有
单向堵头15，且单向堵头15与弹簧14的首端固定连接，炉盖30的顶部连接有进料管17，进料
管17的内部设置有储仓20和空腔21，储仓20的内部皆转动连接有延伸至空腔21内部的调节
轴19，且调节轴19的外侧固定有多组隔板18，空腔21的内部转动连接有连接轴25，且连接轴
25的外侧固定有配合齿轮26，调节轴19的外侧固定有大齿轮22，储仓20的下方连接有多组
进气管27，且进气管27的外侧设置有多组第二出气管28。

[0025] 在本实施例中，通过从进料管17排入的SiHCl3，SiHCl3从进料管17中分配到不同的储仓20中，使每个进气管27内部的气流更加的均匀的注入，进行进气管的预热，H2从进气环
管8中进入到盘管9中，使不同高度的还原炉1的内部充满H2，使SiHCl3在喷出到还原炉1中
时，与喷出的H2进行混合，使SiHCl3和H2可以充分反应，更好的配合SiHCl3进行还原。

[0026] 请着重参阅图1和3，大齿轮22的外侧设置有链条23，多组大齿轮22通过链条23转动连接，其中一组调节轴19的末端固定有与配合齿轮26相互啮合的小齿轮24可便于多个不
同位置进气管27进行均匀进气操作。

[0027] 请着重参阅图1和2，隔板18的数目为六组，且六组隔板18的之间的距离大于储仓20的顶部进口和底部出口的直径，连接轴25带动配合齿轮26转动，利用配合齿轮26和小齿
轮24的相互啮合，使小齿轮24带动大齿轮22转动，利用大齿轮22和链条23的相互配合，使多
个调节轴19带动隔板18转动，同时，SiHCl3从进料管17中注入，使隔板18之间进行SiHCl3的
承接，直到相邻位置的隔板的内部SiHCl3进行充满，使注入的更为均匀。

[0028] 请着重参阅图1，多组进气管27与多组硅棒7的位置相互交错，SiHCl3从进料管17中分配到不同的储仓20中，使每个进气管27内部的气流更加的均匀的注入，然后通过一定
长度的进气管27在还原炉1内部的高温中进行预热，可以更好的在H2氛围中进行还原。

[0029] 请着重参阅图1和5，通道11的直径大于出气通槽12的直径，单向堵头15的直径大于出气通槽12的直径，通道11与单向堵头15形成间隙16，单向堵头15将出气通槽12堵住，使
SiHCl3和H2形成的混合气流被单向堵头15堵住，使还原炉1内部的混合气体进行已经SiHCl3
还原反应，利用进气环管8进行H2的注入，使供应的H2保持纯净，并在不供应的时间段，使第
一出气管10保持单向关闭的状态，避免还原炉1内部的混合气流反向流动，同时，单向流动
的结构可以起到密封的作用。

[0030] 请着重参阅图1，还原炉1、炉盖30和基座6皆通过法兰盘5可拆卸连接，可便于进行安装和拆卸，以及对多晶硅的回收。

[0031] 请着重参阅图1和4，盘管9的数目为多组，且多组盘管9从上至下呈蛇形结构，H2从进气环管8中进入到盘管9中，使H2在不同位置的盘管9中向下运动，使H2到达不同位置的第
一出气管10中，使不同高度的还原炉1的内部充满H2，使SiHCl3在喷出到还原炉1中时，与喷
出的H2进行混合，使SiHCl3和H2可以充分反应，更好的配合SiHCl3进行还原。

[0032] 工作原理：连接轴25在外部电机输出端的带动下带动配合齿轮26转动，利用配合齿轮26和小齿轮24的相互啮合，使小齿轮24带动大齿轮22转动，利用大齿轮22和链条23的
相互配合，使多个调节轴19带动隔板18转动，同时，SiHCl3从进料管17中注入，直到相邻位
置的隔板18的内部SiHCl3进行充满，使SiHCl3从进料管中分配到不同的储仓20中，使每个进
气管27内部的气流更加的均匀的注入，然后通过还原炉1的高温进行进气管27的预热，可以
更好的在H2氛围中进行还原，同时，H2从进气环管8中进入到盘管9中，使H2在不同位置的盘
管9中向下运动，使H2到达不同位置的第一出气管10中，使不同高度的还原炉1的内部充满
H2，使SiHCl3在喷出到还原炉1中时，与喷出的H2进行混合，相比于专利号为
CN201010525861.3提及的结构中，能够很好的进行H2氛围的持续供应，使SiHCl3和H2可以充
分反应，第一出气管10的位置中，单向堵头15将出气通槽12堵住，使SiHCl3和H2形成的混合
气流被单向堵头堵住，使还原炉1内部的混合气体进行已经SiHCl3还原反应，利用进气环管
8进行H2的注入，使供应的H2保持纯净，并在不供应的时间段，使第一出气管10保持单向关闭
的状态，避免还原炉1内部的混合气流反向流动，同时，单向流动的结构可以起到密封的作
用。

[0033] 对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论
从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权
利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有
变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。