石墨發熱體用夾具及氫化爐的製作方法

2023-10-19 14:09:17

專利名稱：石墨發熱體用夾具及氫化爐的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及多晶矽技術領域，更具體地說，涉及一種用於氫化爐中的石墨發熱體用夾具，本實用新型還涉及一種具有上述石墨發熱體用夾具的氫化爐。
背景技術：
在採用改良西門子法生產多晶矽的過程中，最為關鍵的是還原爐在生產多晶矽棒的過程中產生的四氯化矽氣體通過氫化爐轉變成三氯氫矽，實現了三氯氫矽的重複利用。 將四氯化矽(SiCl4)氣體和氫氣(H2)按一定比例混合後通往氫化爐，在通電後，溫度由石墨發熱體提供，當爐內溫度達1200 1250°C時，四氯化矽和氫氣會發生以下反應SiCl4+H2 = SiHCl3+HCl。所以，氫化爐的正常運行是每個多晶矽企業的生存之本，由於反應溫度高，氫化爐的電極須進行水冷以維持電極的溫度在30°C以下，以保證電極不因溫度過高而受損。請參考附圖1，石墨發熱體用夾具12的主要功能是利用石墨良好的導電性實現氫化爐的水冷電極13和用於為爐內提供熱量的載體-石墨發熱體11之間的連接，以便電流能夠由溫度較低的水冷電極13傳輸到高溫(1200 1250°C )的石墨發熱體11上，石墨有優異的耐高溫性和足夠的強度，能夠支撐發熱體自身的重量。同時石墨對氣相反應物(四氯化矽_SiCl4、 氫氣-H2)、氣相反應產物(氯化氫-HC1、三氯氫矽-SiHCl3)在高溫下有良好的化學惰性，不會與這些物質反應生成對多晶矽有害的雜質。氫化爐中的隔熱屏上的進料口的位置與石墨發熱體11和石墨發熱體用夾具12相連接部位的位置相對。當氫化爐運行時，由於SiCl4* H2的混合氣由進料口進入氫化爐內， 高壓高溫的氣流會對石墨發熱體11進行不斷的衝擊，石墨發熱體11會產生一定的熱應力， 在這種作用的條件下，石墨發熱體11在運行一段時間後其與石墨發熱體用夾具12相連接的部位會出現斷裂或產生裂紋的情況，減少了石墨發熱體11的壽命、增加了生產的成本。因此，如何提供一種石墨發熱體用夾具，以對石墨發熱體進行保護，減小石墨發熱體與石墨發熱體用夾具相連接部分斷裂或者出現裂紋的概率，是目前本領域技術人員亟待解決的問題。

實用新型內容有鑑於此，本實用新型提供了一種石墨發熱體用夾具，以對石墨發熱體進行更為有效地保護，減小石墨發熱體與石墨發熱體用夾具相連接部分斷裂或者出現裂紋的概率。為了達到上述目的，本實用新型提供如下技術方案一種石墨發熱體用夾具，用於對石墨發熱體的夾持，包括與所述石墨發熱體相連接配合的夾具本體，還包括位於所述石墨發熱體和夾具本體相連接的部位，且套設在所述石墨發熱體上的護套。優選的，上述石墨發熱體用夾具中，所述護套與所述夾具本體為一體式結構。優選的，上述石墨發熱體用夾具中，所述夾具本體的外表面為迴轉體表面。[0011]優選的，上述石墨發熱體用夾具中，所述夾具本體的外表面具有從其頂部向底部、 由中部向外側傾斜的斜面。優選的，上述石墨發熱體用夾具中，所述護套的長度為8 20cm。優選的，上述石墨發熱體用夾具中，所述護套的長度為10 12cm。基於上述提供的石墨發熱體用夾具，本實用新型還提供了一種氫化爐，其具有上述任意一項所述的石墨發熱體用夾具。相對於現有技術中提供的石墨發熱體用夾具，本實用新型提供的石墨發熱體用夾具在夾具本體(相當於現有技術中石墨發熱體用夾具)與石墨發熱體相連接的部位設置有護套，該護套設在石墨發熱體與夾具本體相連接的部位，由於該部位在氫化爐中與隔熱屏的進料口的位置相對，所以在工作的過程中防止了進入到氫化爐中的反應氣體直接與石墨發熱體接觸，避免了石墨發熱體與石墨發熱體用夾具相連接的部位受進料氣流的衝擊，實現了對石墨發熱體的有效的保護，減小了石墨發熱體與石墨發熱體用夾具連接部位斷裂或者出現裂紋的概率，延長了石墨發熱體的使用壽命。

為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1為現有技術中提供的石墨發熱體用夾具與石墨發熱體相連的部分結構示意圖；圖2為本實用新型實施例提供的石墨發熱體用夾具與石墨發熱體相連的部分結構示意圖；圖3為本實用新型實施例提供的氫化爐的爐內部分結構示意圖。上圖1-3 中石墨發熱體11、石墨發熱體用夾具12、水冷電極13、石墨發熱體21、石墨發熱體用夾具22、水冷電極23、護套221、夾具本體222、斜面223、隔熱屏M、進料口 Ml。
具體實施方式
為了引用和清楚起見，現在將本實用新型中涉及到的技術術語解釋如下石墨發熱體是一種安裝在氫化爐中，為物料提供熱量的載體(一種材質為高純石墨、中空的棒狀)，在氫化爐中石墨發熱體安裝在石墨發熱體用夾具上。隔熱屏安裝在氫化爐上的高純石墨板，將石墨發熱體隔開，在氫化爐運行的過程中起到折流的作用。本實用新型提供了一種石墨發熱體用夾具，以實現對石墨發熱體進行更為有效地保護，減小了石墨發熱體與石墨發熱體用夾具相連部分斷裂或者出現裂紋的概率。下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本實用新型保護的範圍。請參考附圖2-3，圖2為本實用新型實施例提供的石墨發熱體用夾具與石墨發熱體相連的部分結構示意圖；圖3為本實用新型實施例提供的氫化爐的爐內部分結構示意圖。本實用新型實施例提供的石墨發熱體用夾具22，用於對石墨發熱體21的夾持，包括與所述石墨發熱體21相連接配合的夾具本體222，還包括位於所述石墨發熱體21和夾具本體222相連接的部位，且套設在所述石墨發熱體21上的護套221。相對於現有技術中提供的石墨發熱體用夾具，本實用新型提供的石墨發熱體用夾具22在夾具本體222 (相當於現有技術中石墨發熱體用夾具)與石墨發熱體21相連接的部位設置有護套221，該護套221設在石墨發熱體21與夾具本體222相連接的部位，由於該部位在氫化爐中與隔熱屏M的進料口 241的位置相對，所以在工作的過程中防止了進入到氫化爐中的進料氣流直接對石墨發熱體21接觸，避免了石墨發熱體21與石墨發熱體用夾具22相連接的部位受進料氣流的衝擊，實現了對石墨發熱體21的有效地保護，減小了石墨發熱體21與石墨發熱體用夾具22連接部位斷裂或者出現裂紋的概率，延長了石墨發熱體 21的使用壽命。上述石墨發熱體用夾具中，護套221與夾具本體222為一體式結構，一體式結構簡化了部件的安裝，同時也方便了安裝。當然上述護套221與夾具222也可以為通過連接部件或者連接結構連接的兩個獨立部件。 上述實施例中，為了減小進料氣流對石墨發熱體用夾具的衝擊力，上述夾具本體 222和護套221的外表面均為迴轉體表面。為了進一步減小進料氣流對夾具的衝擊導致對石墨發熱體21的損壞，上述夾具本體222的外表面具有從其頂部向底部、由中部向外側傾斜的斜面223，斜面223的設置使得夾具可以緩衝進料氣流對石墨發熱體21的水平方向的衝擊，進一步減小了進料氣流對石墨發熱體21的影響。優選的，上述護套221優選的長度為8 20cm ；更為優選的，上述護套221的長度為10 12cm，當然上述護套221隻是優選的長度而已，而在實際的氫化爐中，護套221可以根據氫化爐的尺寸進行相應的調整，並不限於上述列舉的兩種尺寸。基於上述實施例中提供的石墨發熱體用夾具，本實用新型實施例還提供了一種氫化爐，請參考附圖3，該圖示出了氫化爐中的部分結構示意圖。該氫化爐中設置有多個隔熱屏對、石墨發熱體21和上述實施例中提供的石墨發熱體用夾具22，其中，隔熱屏M上進料口 241相對於石墨發熱體21與石墨發熱體用夾具22相連接的部位；該石墨發熱體用夾具 22的底部設置有水冷電極23。基於上述實施例提供的石墨發熱體用夾具，該夾具中的護套221對石墨發熱體21 進行有效的防護，避免從隔熱屏M的進料口 241中進入各層隔熱屏之間的進料氣流對石墨發熱體21的直接衝擊，減小了石墨發熱體21與石墨發熱體用夾具22連接部位斷裂或者出現裂紋的概率，延長了石墨發熱體21的使用壽命，進而提高了整個氫化爐的使用壽命。對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業技術人員能夠實現或使用本實用新型。對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本實用新型的精神或範圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本實用新型將不會被限制於本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的範圍。
權利要求1.一種石墨發熱體用夾具(22)，用於對石墨發熱體的夾持，包括與所述石墨發熱體相連接配合的夾具本體022)，其特徵在於，還包括位於所述石墨發熱體和夾具本體(22 相連接的部位，且套設在所述石墨發熱體上的護套021)。
2.根據權利要求1所述的石墨發熱體用夾具，其特徵在於，所述護套(221)與所述夾具本體022)為一體式結構。
3.根據權利要求1或者2所述的石墨發熱體用夾具，其特徵在於，所述夾具本體(222) 的外表面為迴轉體表面。
4.根據權利要求3所述的石墨發熱體用夾具，其特徵在於，所述夾具本體(222)的外表面具有從其頂部向底部、由中部向外側傾斜的斜面(223)。
5.根據權利要求4所述的石墨發熱體用夾具，其特徵在於，所述護套021)的長度為 8 20cm。
6.根據權利要求5所述的石墨發熱體用夾具，其特徵在於，所述護套021)的長度為 10 12cm。
7.一種氫化爐，其特徵在於，其具有上述權利要求1-6中任意一項所述的石墨發熱體用夾具(22)。
專利摘要本實用新型提供了一種石墨發熱體用夾具(22)，用於對石墨發熱體(21)的夾持，包括與所述石墨發熱體(21)相連接配合的夾具本體(222)，還包括位於所述石墨發熱體(21)和夾具本體(222)相連接的部位，且套設在所述石墨發熱體(21)上的護套(221)。在工作的過程中防止了進入到氫化爐中的反應氣體直接與石墨發熱體接觸，避免了石墨發熱體與石墨發熱體用夾具相連接的部位受進料氣流的衝擊，實現了對石墨發熱體的有效的保護，減小了石墨發熱體與石墨發熱體用夾具連接部位斷裂或者出現裂紋的概率，延長了石墨發熱體的使用壽命。本實用新型還提供了一種氫化爐。
文檔編號C01B33/107GK202107541SQ201120218479
公開日2012年1月11日 申請日期2011年6月28日 優先權日2011年6月28日
發明者侯俊峰, 楊光軍, 王小偉, 王耀挺, 胡永 申請人:國電寧夏太陽能有限公司