專利名稱：多晶硅還原爐用硅芯電極的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明有關(guān)多晶硅還原爐技術(shù)，更具體地說，關(guān)于一種多晶硅還原爐用的 硅芯電極。
背景技術(shù)：
多晶硅還原爐的主流技術(shù)是三氯氫硅(SiHCl3)還原法，生產(chǎn)過程中工藝 氣體被硅芯電極加熱至110(TC左右，使三氯氫硅(SiHCl3)與氫氣(H2)反應(yīng) 生成多晶硅并沉積在硅芯電極表面，形成硅棒。硅芯電極的工作電壓在15，000V 左右，在如此高溫高壓的條件下，對硅芯電極的要求非常高。目前采用的硅芯 電極主要包括電極體、加熱石墨頭硅芯、電極座，其中電極座與電極體之間用 絕緣套簡進(jìn)行絕緣，絕緣套簡的成分為聚四氟乙烯。由于還原爐內(nèi)溫度非常高， 雖然通過設(shè)備底盤對電極座進(jìn)行冷卻，但聚四氟乙烯絕緣體所處環(huán)境的溫度仍 然很高，在長時間運行后容易失效，造成電極座與電極體之間擊穿，導(dǎo)致生產(chǎn) 事故。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種能進(jìn)一步降低溫度，有效防止因絕 緣套簡失效造成電極擊穿現(xiàn)象的多晶硅還原爐用硅芯電極，保證多晶硅還原爐 在高溫高壓條件下穩(wěn)定高效地運行。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的本發(fā)明的多晶硅還原 爐用硅芯電極，包含
電極體、套置于該電極體頂部的加熱石墨頭硅芯、套設(shè)于電極體外緣的電 極座、及位于電極體與電極座之間的絕緣套簡；
所述電極體內(nèi)部中間形成有盲孔，電極體位于還原爐外部即盲孔的開口端設(shè)置有能使冷卻水循環(huán)進(jìn)入電極體盲孔內(nèi)部對所述電極體進(jìn)行進(jìn)一步冷卻的冷 卻裝置。
該冷卻裝置包括有直接延伸入電極體盲孔底端的冷卻水出口管，與盲孔開 口端連通的冷卻水進(jìn)口管，以及設(shè)在電極體盲孔開口端用于固定冷卻水出口管、 冷卻水進(jìn)口管的套簡與壓緊螺母。
電極體位于盲孔開口端的外緣加工成直徑內(nèi)縮的臺階狀，在電極體的小直 徑段的側(cè)壁上設(shè)有連通盲孔的通孔，套簡套在所述電極體的小直徑段，并在套 簡內(nèi)壁面上相對于所述小直徑段側(cè)壁上通孔的位置設(shè)置有環(huán)狀溝槽，該環(huán)狀溝 槽與小直徑段側(cè)壁上的通孔連通，在所述套簡的側(cè)壁上設(shè)置有與溝槽連通、且 與冷卻水進(jìn)口管密封連接的通孔。且壓緊螺母的底端設(shè)置有供冷卻水出口管密 封延伸進(jìn)入的通孔。
電極座與電極體之間由臺階定位連接，在電極座內(nèi)壁的中間部位形成有臺 階孔，電極體的外壁周緣設(shè)有與臺階孔對應(yīng)的凸緣，所述絕緣套簡與臺階孔對 應(yīng)呈階梯狀。
電極體與絕緣套簡之間靠近加熱石墨頭硅芯的 一端的間隙內(nèi)設(shè)置有高壓絕 緣環(huán)，同時高壓絕緣環(huán)覆蓋于還原爐的底盤內(nèi)表面上，在電極體位于還原爐底 盤外表面套設(shè)有緊固螺母，用以鎖緊固定電極體、電極座及絕緣套簡。 電極座內(nèi)壁臺階孔的臺階與絕緣套簡之間還設(shè)有彈性墊圈。 電極座外周緣的兩端分別與還原爐底盤的上底板與下底板焊接連接。 借由本發(fā)明的多晶硅還原爐用硅芯電極，可以有效防止絕緣套筒因髙溫失 效而導(dǎo)致電極座與電極體之間擊穿現(xiàn)象的發(fā)生，適合多晶硅還原爐高電壓啟動、 高溫條件運行的要求。


圖1為本發(fā)明多晶硅還原爐用硅芯電極的結(jié)構(gòu)截面示意圖。
具體實施例方式
如圖l所示，本發(fā)明的多晶硅還原爐用硅芯電極主要包括加熱石墨頭硅芯
7,電極體8，絕緣套簡9和電極座11。電極座11上下兩端的外緣分別與多晶 硅還原爐底盤的上底板13和下底板14焊接在一起，電極座11內(nèi)壁的中間部位 形成有臺階孔，電極座11內(nèi)壁臺階孔的臺階上放置有彈性墊圈10;絕緣套簡9 內(nèi)側(cè)加工成臺階孔，外側(cè)加工出突肩，緣套簡9與電極座11的臺階孔對應(yīng)成階 梯狀，絕緣套簡9由上至下套置在電極座11的臺階孔內(nèi)，絕緣套簡9的突肩卡 在彈性墊圈10上，并且絕緣套簡9的上下兩端分別與電極座11上下兩端平齊； 電極體8的外壁周緣設(shè)有與臺階孔對應(yīng)的凸緣，電極體8從上至下穿入絕緣套 簡9內(nèi)孔，電極體8的外壁的凸緣卡在絕緣套簡9內(nèi)孔臺階上，并且在電極體 8與絕緣套簡9之間靠近加熱石墨頭硅芯7的一端的間隙內(nèi)套置有高壓絕緣環(huán) 6，其上端直徑大于下端直徑，高壓絕緣環(huán)6的上端覆蓋于還原爐的底盤內(nèi)表面 上；在電極體8位于還原爐底盤外表面處套設(shè)有緊固螺母5，該緊固螺母5可 以將電極體8、絕緣套簡9、彈性墊圈IO和電極座ll鎖緊固定在一起。電極體 8頂端套置有加熱石墨頭硅芯7,且在電極體8中間形成有盲孔81，電極體8 位于還原爐外部即盲孔81的開口端設(shè)置有能使冷卻水循環(huán)進(jìn)入電極體的盲孔 81內(nèi)部對電極體8進(jìn)行進(jìn)一步冷卻的冷卻裝置，該冷卻裝置包括有直接延伸入 電極體的盲孔81底端的冷卻水出口管1,與盲孔81開口端連通的冷卻水進(jìn)口 管12，設(shè)在電極體的盲孔81開口端用于固定所述冷卻水出口管1、冷卻水進(jìn)口 管12的套簡3與壓緊螺母2。電極體8在位于盲孔81開口端的外緣加工成直 徑內(nèi)縮的臺階狀，在電極體8的小直徑段的側(cè)壁上設(shè)有連通盲孔81的通孔80, 并且套簡3套設(shè)在電極體8的小直徑段，套簡3內(nèi)壁面上相對于小直徑段側(cè)壁 上通孔80的位置設(shè)置有環(huán)狀溝槽，該環(huán)狀溝槽與該通孔80連通，該套簡3側(cè) 壁上設(shè)置有連通該溝槽及冷卻水進(jìn)口管12的通孔30;冷卻水出口管1由下至 上插入電極體8中間的盲孔81，并將壓緊螺母2套置在電極體8的底端，用以 將冷卻水出口管1與套簡3緊鎖在電極體8上，壓緊螺母2的底端設(shè)置有供冷卻水出口管1密封延伸進(jìn)入的通孔20,這樣在電極體8的盲孔81和冷卻水出 口管1之間形成一個環(huán)狀空間，經(jīng)過處理的冷卻水從冷卻水進(jìn)口管12經(jīng)套簡3 的環(huán)形溝槽由電極體8下端側(cè)壁上的通孔80進(jìn)入盲孔81內(nèi)，沿電極體8的盲 孔81和冷卻水出口管1之間的環(huán)狀空間上升折返至冷卻水出口管1，從冷卻水 出口管l流出，實現(xiàn)對電極體8的冷卻。連接高壓電源的導(dǎo)電板4夾持并固定 在電極體8的外周緣。
設(shè)備運行過程中，還原爐底盤冷卻通道15內(nèi)冷卻水對電極座11進(jìn)行冷卻， 進(jìn)一步降低了電極座11和電極體8的溫度，同時高壓絕緣環(huán)6也能進(jìn)一步隔絕 保護(hù)絕緣套簡9與高溫環(huán)境接觸，防止由于溫度過高導(dǎo)致絕緣套簡9失效造成 電極座11與電極體8之間的擊穿事故。彈性墊圈10的設(shè)置能有效降低硅棒生 長和移除對硅芯電極的影響。
以上所述，僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1、一種多晶硅還原爐用硅芯電極，包含電極體、套置于該電極體頂部的加熱石墨頭硅芯、套設(shè)于電極體外緣的電極座、及位于電極體與電極座之間的絕緣套筒；其特征在于，所述電極體內(nèi)部中間形成有盲孔，所述電極體位于所述還原爐外部即盲孔的開口端設(shè)置有能使冷卻水循環(huán)進(jìn)入所述電極體盲孔內(nèi)部對所述電極體進(jìn)行進(jìn)一步冷卻的冷卻裝置。
2、 如權(quán)利要求1所述的多晶硅還原爐用硅芯電極，其特征在于，所述冷卻 裝置包括有直接延伸入所述電極體盲孔底端的冷卻水出口管，與所述盲孔開口 端連通的冷卻水進(jìn)口管，設(shè)在所述電極體盲孔開口端用于固定所述冷卻水出口 管、冷卻水進(jìn)口管的套簡與壓緊螺母。
3、 如權(quán)利要求2所述的多晶硅還原爐用硅芯電極，其特征在于，所述電極 體位于所述盲孔開口端的外緣加工成直徑內(nèi)縮的臺階狀，在所述電極體的小直 徑段的側(cè)壁上設(shè)有連通所述盲孔的通孔，所述套簡套在所述電極體的小直徑段， 并在所述套簡內(nèi)壁面上相對于所述小直徑段側(cè)壁上通孔的位置設(shè)置有與小直徑 段側(cè)壁上通孔連通的環(huán)狀溝槽，在所述套簡的側(cè)壁上設(shè)置有與所述溝槽連通、且與所述冷卻水進(jìn)口管密封連接的通孔。
4、 如權(quán)利要求2所述的多晶硅還原爐用硅芯電極，其特征在于，所述壓緊螺母的底端設(shè)置有供冷卻水出口管密封延伸進(jìn)入的通孔。
5、 如權(quán)利要求2所述的多晶硅還原爐用硅芯電極，其特征在于，所述電極 座與所述電極體之間由臺階定位連接，在所述電極座內(nèi)壁的中間部位形成有臺 階孔，所述電極體的外壁周緣設(shè)有與臺階孔對應(yīng)的凸緣，所述絕緣套簡與所述 臺階孔對應(yīng)呈階梯狀。
6、 如權(quán)利要求5所述的多晶硅還原爐用硅芯電極，其特征在于，所述電極 體與所述絕緣套簡之間靠近所述加熱石墨頭硅芯的 一端的間隙內(nèi)設(shè)置有高壓絕 緣環(huán)，同時所述高壓絕緣環(huán)覆蓋于所述還原爐的底盤內(nèi)表面上，在所述電極體位于所述還原爐底盤外表面套設(shè)有用于鎖緊固定所述電極體、電極座及絕緣套 簡的緊固螺母。
7、 如權(quán)利要求6所述的多晶硅還原爐用硅芯電極，其特征在于，所述電極 座內(nèi)壁臺階孔的臺階與所述絕緣套簡之間設(shè)有彈性墊圈。
8、 如權(quán)利要求1至7中任意一項所述的多晶硅還原爐用硅芯電極，其特征 在于，所述電極座外周緣的兩端分別與還原爐底盤的上底板與下底板焊接連接。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種多晶硅還原爐用硅芯電極，其包括有電極體、套置于該電極體頂部的加熱石墨頭硅芯、套設(shè)于電極體外緣的電極座、及位于電極體與電極座之間的絕緣套筒；電極體內(nèi)部中間形成有盲孔，電極體位于還原爐外部即盲孔的開口端設(shè)置有能使冷卻水循環(huán)進(jìn)入電極體盲孔內(nèi)部對電極體進(jìn)行進(jìn)一步冷卻的冷卻裝置。借由本發(fā)明的硅芯電極，可以防止由于溫度過高導(dǎo)致絕緣套筒失效造成的電極擊穿現(xiàn)象。
文檔編號C01B33/00GK101440519SQ200810186618
公開日2009年5月27日 申請日期2008年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月11日
發(fā)明者周積衛(wèi), 程佳彪, 茅陸榮, 郝振良 申請人:上海森松環(huán)境技術(shù)工程有限公司