[实用新型]一种微旋引导还原炉旋流气场的系统及还原炉

说明书

本实用新型公开了一种微旋引导还原炉旋流气场的系统及还原炉，包括多个阴阳纹风旋叶及至少一个气旋导流筒，多个阴阳纹风旋叶固定设置于还原炉的顶部法兰下表面，气旋导流筒活动设置于还原炉内底盘上。本实用新型通过设置阴阳纹风旋叶和底部气旋导流筒，能够调节还原炉内气场的偏流且增强底盘气旋流，微调牵引，促进炉内温场流场的均匀性，减少硅芯根部生长缓慢且易于倒炉，缺相的问题，维护还原炉的稳定长周期运行。

技术领域

本实用新型涉及多晶硅生产领域，具体涉及一种微旋引导还原炉旋流气场的系统。

背景技术

以多晶硅为原料生产的单晶硅是当代人工智能、自动控制、信息处理、光电转换等半导体器件的基础材料，现代科学研究、航天、军事工业、农业等等都离不开单晶硅。而多晶硅还原炉就是生产多晶硅的核心设备。

针对占主导地位的改良西门子法生产多晶硅过程中还原炉内的实际温度场和流场不均匀性问题，同时依据现行的多棒数的大型还原炉温场特征及流场模拟，可见炉内偏流较为多见,加之还原炉底盘的气旋流场较为微弱，如果加高喷嘴，气场更不易下沉旋流至底盘，因此硅芯根部生长较差且易于倒炉、接地、缺相，影响还原炉的稳定长周期运行和多晶硅品质。

发明内容

为了解决以上技术问题，本实用新型提供一种能够调节还原炉内气场的偏流且增强底盘气旋流，微调牵引，促进炉内温场流场的均匀性，减少硅芯根部生长缓慢且易于倒炉，缺相的问题的微旋引导还原炉旋流气场的系统。

为了达到上述目的，本实用新型的技术方案是，微旋引导还原炉旋流气场的系统，包括多个阴阳纹风旋叶及至少一个气旋导流筒，阴阳纹风旋叶固定设置于还原炉的顶部法兰下表面，气旋导流筒活动设置于还原炉内底盘上。

优选的技术方案，阴阳纹风旋叶固定在顶部法兰上。

上述技术方案中，阴阳纹风旋叶焊接或者内嵌在顶部法兰上。阴阳纹风旋叶的定义，当多个风旋叶焊接在顶部法兰上时，风旋叶并不会转动，此时，多个风旋叶凸起在顶部法兰表面，如同刻纹中的阳纹一般；当多个风旋叶内嵌在顶部法兰上时，产生下凹的内嵌纹路即为刻纹中的阴纹。

优选的技术方案，阴阳纹风旋叶包括基圆及多个辐射固定在基圆侧表面的叶片。

进一步技术方案，叶片轮廓圆半径为100mm-300mm，基圆半径 25mm-50mm。

上述技术方案中，阴阳纹风旋叶的叶片固定在基圆上，没有驱动装置，也不会随着旋流气场转动。

进一步技术方案，整体式阴阳纹风旋叶有叶片3-9片，叶片的翻角 0-30°、厚度5-10mm、内旋角度为30°-55°、外旋角度为30°-55°、弧长10mm-200mm。

优选的技术方案，气旋导流筒包括弧形外壁及由弧形外壁包裹的空腔，气旋导流筒的剖面形状为半圆形。

上述技术方案中，气旋导流筒的材质为耐腐蚀高纯石墨或氮化硅或陶瓷及石英结构，依据还原炉型号，整体重量以适应炉内气场，厚度5-20mm。

进一步技术方案，空腔一端的开口直径为100-300mm、另一端的开口直径为100-300mm。

进一步技术方案，气旋导流筒还设置有底板，底板闭合弧形外壁的开口，底板的厚度为5-10mm。

进一步技术方案，气旋导流筒的长度为300mm-500mm或者 500mm-1000mm。

上述技术方案中，为了适应内环硅芯圈层和喷嘴之间的气体旋流分界区时，使用长度为300mm-500mm的导流筒；当为了适应外环尾气管之间的气体旋流分界区时，使用长度为500mm-1000mm的导流筒。为了适应圈层喷嘴和尾气管之间的气体旋流分界区，其外形弧度以适应还原炉底盘尾气管或电极喷嘴之间的距离和弧度而变化0°-90°。