[实用新型]一种多晶硅氢还原炉上的视镜

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种多晶硅制备氢还原炉上的视镜结构，特别是涉及多晶硅制备氢还原炉上的喇叭口形状的视镜结构。

背景技术

改良西门子法是目前国际上主流的多晶硅生产方法，其工艺最为成熟、最可靠、投产速度也最快，采用此方法生产的多晶硅约占全球多晶硅总产量的85％，改良西门子工艺是在传统西门子工艺的基础上，同时具备节能、降耗、回收利用生产过程中伴随产生的大量H₂、HCI、SiCI₄等副产物以及大量副产热能的配套工艺。

在多晶硅制备生产中，主要设备是氢还原炉，改良西门子法是采用多对棒、大直径的还原炉，其主要由底盘、含夹套冷却水的钟罩式双层炉体、电极、视镜孔、混和气进气管、混和气尾气出气管、炉体冷却水进水管、炉体冷却水出水管、底盘冷却水进水管、底盘冷却水出水管、电极冷却水进水管、电极冷却水出水管及其他附属部件组成。其还原工序的原理就是高纯H₂和精制SiHCl₃进入氢还原炉，在1000℃左右的硅芯发热体表面上反应，生成多晶硅沉积生长在高纯硅芯上，涉及的化学反应式如下：

5SiHCl₃+H₂→2Si+2SiCl₄+5HCl+SiH₂Cl₂。

现有技术中，氢还原炉上的视镜大都是采用单层或双层玻璃镜片，主要用于实时观察还原炉内的硅棒表面生长情况、原料进气流量分布等，尤其有助于操作人员及时发现炉内硅棒出现小裂缝、硅棒表面生长出“爆米花”，甚至是发生倒棒现象等，能方便工程师及时调整工艺参数或采取紧急应对措施，通过该视镜对硅棒表面的粗略观察及最终沉积多晶硅产品的分析，对实现整个工艺参数的优化有很重要的现实意义。

专利号为200420060144.8的中国专利公开了一种多晶硅氢还原炉，其炉体上设置有双层玻璃结构的视窗，然而该视镜并未设置水冷却结构，不能保证在还原炉内超过1000℃高温环境下长期稳定使用。专利号为200820032049.5的中国对其进行了改进，增加了冷却水系统，冷却水对内外层玻璃和内外筒都进行了冷却，与现有还原炉用视镜相比，视镜的长期稳定工作实现了还原炉的安全高效生产。

在现实生产中，车间操作人员只能根据视镜镜筒延伸的范围来观察还原炉内硅棒的生长情况及其他异常情况，当视镜镜片局部被污染或想了解靠近炉筒外围的硅棒生长情况时，操作人员所能观察的区域就受到视镜玻璃镜片的极大限制，尤其是当硅棒直径长得足够粗，最靠近视镜的硅棒完全遮挡住后面的硅棒时，即使经验丰富的操作人员也无法预测还原炉外围及侧边硅棒的情况。

因此，视镜的结构对多晶硅制备的还原反应很重要，本发明人在结合现有技术的基础上，提出一种新的思路，即使用凸透镜作为视镜镜片的喇叭口形状的视镜。

实用新型内容

本实用新型目的在于克服上述之不足，提出了一种新的多晶硅氢还原炉上的视镜，解决了现有技术中对还原炉内硅棒生长情况观察有限的问题，并能在视镜镜片局部被污染的情况下，还能继续监测炉内部分内围及外围硅棒的生长情况。

一种多晶硅氢还原炉上的视镜，包括双层的视镜镜片和通入还原炉内壁的内空式镜筒8，视镜镜片分别安装在法兰2和7上，法兰2和7通过螺栓3连接在位于还原炉炉壁之外的镜筒8上，镜筒筒壁在靠近视镜镜片的位置设有水冷管6和通气管1结构，其特征在于：所述的里层视镜镜片5为凸透镜玻璃，外层视镜镜片4为平面玻璃，内空式的镜筒为喇叭状结构。

所述的里层视镜镜片为凸透镜的石英玻璃。

所述的外层视镜镜片为平面的石英玻璃。

所述的内空式镜筒的喇叭状结构，靠近还原外壁的一侧的法兰直径小于靠近还原炉内壁的法兰直径，法兰厚度为10-12mm。

所述的内空式镜筒的喇叭状结构开口尺度小于90°。

图示标记：1为视镜的进气管道，2为法兰，3为螺栓，4为外层视镜镜片，5为内层视镜镜片，6为冷却水进水管，7为法兰，8为喇叭型镜筒。

有益效果：

(1)本实用新型采用新型的喇叭口形状的视镜镜筒，并采用凸透镜石英玻璃作为视镜镜片，显著扩大了操作人员的观察视野，方便实时观察；

(2)该新型视镜的工业化应用，有利于工程师针对现场突发情况，采取紧急应对措施；

(3)通过使用大视野范围的视镜观察还原炉内整体硅棒生长情况，可以进一步对整体工艺流程及参数进行优化。

附图说明

图1为本实用新型视镜的结构示意图。