[发明专利]螺纹喷嘴和可关闭喷嘴阀组件

说明书

相关申请的交叉引用

该申请要求2012年10月19日提交的美国申请No.13/656,606的优先权，该美国申请的全部内容通过引用的方式并入本文。

技术领域

本公开涉及一种喷嘴组件，该喷嘴组件用于与流化床反应器一起使用，该流化床反应器例如是用于载硅气体的热分解以生产覆硅颗粒的流化床反应器。

背景技术

由于优良的热质传递、增加的用于沉积的表面和连续的生产，在流化床中的载硅气体的热分解是用于为光伏和半导体工业生产多晶硅的引人注目的工艺。与西门子型反应器相比较，流化床反应器以一部分的能量消耗提供显著更高的生产率。流化床反应器能够是连续的并且高度自动化的以显著地降低人力成本。

包括载硅气体的气体通过喷嘴流入流化床反应器中。通过载硅气体的分解，硅沉积在反应器中的颗粒上。对于在流化床反应器内维持期望的条件而言，对所述气流的控制(例如体积、速率)是重要的。气流能够影响例如流化程度、硅沉积率、颗粒尺寸和/或均匀性、反应器的给定区域中的温度、部件的污染、及它们的组合。

在流化床反应器中的通常的问题是在热分解期间随着硅沉积物在表面上形成，内部构件和周围反应器壁受到污染。另一个通常的问题是可当气体流动降低或停止并且种子和/或产品颗粒落入向上取向的喷嘴中时发生的喷嘴堵塞。为了利用传统的喷嘴避免或者最小化这些问题，气体(例如，不含硅的气体)可以以足够的速率通过喷嘴(一个或者多个)流动以防止颗粒落入喷嘴(一个或者多个)中。然而，当喷嘴变得污染或者闭塞时，该喷嘴可能需要被移除并且更换。

发明内容

公开了用于在流化床反应器系统中使用的喷嘴组件和可关闭阀组件的实施例。喷嘴组件的实施例包括第一部件和第二部件，该第一部件被构造成从流化床反应腔室的底壁向上延伸。第一部件包括：入口，该入口位于流化床反应腔室的底壁处或者在其下方的第一端处；和面向上的出口，当喷嘴安装在流化床反应器中时，该出口位于入口的上方的远端处。第一部件限定通道，该通道与入口和出口流体连通。在一些实施例中，入口还与气体源诸如载硅气体流体连通。第一部件进一步包括邻近出口的螺纹。第二部件包括在第一端处的入口和在第二端处的面向上的孔口。第二部件限定与入口和出口流体连通的通道。第二部件入口与第一部件出口流体连通。第二部件进一步包括邻近入口的螺纹。第二部件螺纹被定位并且以配合方式确定尺寸以与第一部件螺纹接合，从而第一部件和第二部件被以可拆卸方式装配在一起。在一些实施例中，第一部件和/或第二部件是直线形的。

该喷嘴组件可以进一步包括位于通道中的至少一个内的孔板以限制气体通过通道的流动，当第一部件和第二部件未装配在一起时，该孔板能够被移除。

在一个布置中，第一部件螺纹在邻近第一部件出口的外壁表面上，并且第二部件螺纹在邻近第二部件入口的内壁表面上。在另一个布置中，第一部件螺纹在邻近第一部件出口的内壁表面上，并且第二部件螺纹在邻近第二部件入口的外壁表面上。

在一些实施例中，绝缘部件围绕第一部件、第二部件或者第一部件和第二部件这两者定位。

在一些实施例中，该喷嘴组件进一步包括围绕第一部件、第二部件或者这两者定位的管状外部件。外部件具有从第一部件、第二部件或者第一部件和第二部件这两者的外表面隔开的壁，由此限定了在外部件壁和外表面之间的环形空间。该环形空间可以与气体源流体连通。在某些实施例中，绝缘部件围绕外部件定位。因此，喷嘴组件可以包括围绕第一部件和/或第二部件同心地定位的外部件和围绕外部件同心地定位的绝缘部件。

用于加热的硅沉积反应器的可关闭喷嘴组件的实施例包括构造成向上延伸到加热的硅沉积反应器系统的反应腔室中的喷嘴，和连接到喷嘴的阀组件。喷嘴具有与气体源流体连通的入口，和与入口流体连通且定位成将气体向上注入到反应腔室中的面向上的孔口。阀组件包括阀本体和以枢转方式连接到阀本体的门，其中门能够在不存在气体流动时孔口被至少部分地覆盖的第一位置和当气体流过孔口时孔口不被覆盖的第二位置之间移动。绝缘部件可以围绕喷嘴定位。