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一种石英玻璃沉积炉用废气导流挡环及其安装结构的制作方法

时间:2022-01-23 阅读: 作者:专利查询

一种石英玻璃沉积炉用废气导流挡环及其安装结构的制作方法

1.本实用新型涉及石英玻璃沉积炉技术领域,尤其涉及一种石英玻璃沉积炉用废气导流挡环及其安装结构。


背景技术:

2.石英玻璃沉积炉为化学气相沉积(cvd)生产工艺制得石英砣料的主工艺设备之一。石英玻璃沉积炉通过废气口以实现氢氧火焰水解四氯化硅反应过程所需的工艺炉压控制、稳定温场和流场、反应条件调节以及余热导出,并对反应产生的含sio2微粉、hcl气体尾气进行有效排出。
3.导流挡环安装在沉积炉废气口处,用于废气引导。然而,现有导流挡环会改变石英玻璃沉积炉内温场,整体提高上部炉膛的温度,导致上炉膛纵向温度梯度太小,对石英玻璃成砣非常不利。


技术实现要素:

4.本实用新型为解决现有技术中导流挡环会改变沉积炉内温场,整体提高导流挡环上部炉膛温度,导致纵向温度梯度太小,对成砣非常不利的问题,提供一种石英玻璃沉积炉用废气导流挡环,通过对环本体的上、下两个面的改进,以降低导流挡环安装后对炉膛内温场和气体流动的影响。
5.本实用新型还提供了一种导流挡环的安装结构,可以实现导流挡环的快速安装,同时降低导流挡环对炉膛内壁温场的影响。
6.一种石英玻璃沉积炉用废气导流挡环,安装在沉积炉的炉膛内废气口上方,并穿过石英砣料,包括:
7.环本体,所述环本体外侧弧形侧壁与炉膛内壁接触,其内侧弧形侧壁距离石英砣料侧壁表面40~50mm;
8.上导流面,所述上导流面呈锥状面,其为所述环本体上表面,锥角30~80
°

9.以及
10.下导流面,所述下导流面呈锥状面,其为所述环本体下表面,锥角1~45
°

11.其中,所述下导流面上直径较小的边缘以及所述上导流面上直径较小的边缘相互靠近;沿所述环本体轴向中心方向,所述上导流面和所述下导流面的高度之和小于等于所述环本体外侧壁的高度。
12.进一步地,所述环本体为一个整体,或者分体结构。
13.进一步地,还包括:
14.引流孔,所述引流孔开设于所述环本体上,其贯通方向朝向所述环本体的轴向中心方向。
15.进一步地,沿所述环本体的径向,各个所述引流孔的中心在同一个圆上。
16.进一步地,所述引流孔130孔径随着其与废气口之间的距离增加而逐渐增大。
17.进一步地,所述引流孔内径10~100mm。
18.导流挡环的安装结构,安装于沉积炉的炉膛内的废气口处,包括:
19.前述的石英玻璃沉积炉用废气导流挡环;
20.以及
21.导流槽,所述导流槽呈矩形槽状,其一部分位于废气口内,另一部分位于炉膛内;裸露于炉膛内的所述导流槽部分与所述导流挡环接触。
22.进一步地,所述导流槽的槽底外侧所述朝向环本体,其具有第一支撑面和
23.第二支撑面;
24.所述第一支撑面裸露于炉膛内,其为曲面,并与所述下导流面配合;所述第一支撑面与所述下导流面接触贴合后,形成对所述环本体定位、支撑;
25.所述第二支撑面与废气口顶面接触。
26.进一步地,所述导流槽朝向炉膛一端端面与所述环本体内侧壁相切。
27.进一步地,沿废气排放方向,所述导流槽的槽宽逐渐减小。
28.本实用新型的有益效果是:
29.1.本实用新型为解决现有技术中导流挡环会改变沉积炉内温场,整体提高导流环上部炉膛的温度,导致纵向温度梯度太小,对成砣非常不利的问题,提供一种石英玻璃沉积炉用废气导流挡环。对导流环的上下表面进行改进,增加导流孔。与原有的上下表面均为平面结构的导流挡环相比,本实用新型中的导流挡环上、下表面向内凹陷,使得环本体自外向内厚度呈现梯度变换,可以引导炉膛内的气体流动,改善氢、氧的分布,同时减小环本体对炉膛的温场,利于石英玻璃成砣。同时,导炉膛内的气体可通过引流孔,使得炉膛内气路通畅,降低了炉膛内壁处的温度。同时,由于设置了引流孔,使得上导流面和下导流面的面积减小,可以提高抽气效率,改进沉积炉内的废气口处烟气和粉尘排放的稳定性,防止导流挡环上部区域积尘掉落到石英玻璃面产生气泡质量缺陷。
30.2.本实用新型还提供一种导流挡环的安装结构,安装于沉积炉内的废气口处。该安装结构包括环本体和导流槽。本实用新型中的安装结构可以实现导流挡环的快速安装,同时降低导挡环对炉膛内壁温场的影响。
附图说明
31.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或有现技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
32.图1为实施例1中,导流挡环的结构示意图一。
33.图2为实施例1中,导流挡环的结构示意图二。
34.图3为实施例2中,导流挡环的安装结构的示意图一。
35.图4为实施例2中,导流挡环的安装结构的示意图二。
36.图5为图4中a-a剖视图。
37.图6为实施例2中,导流挡环的安装结构的分解结构示意图一。
38.图7为实施例2中,导流挡环的安装结构的分解结构示意图二。
39.图8为实施例3中,导流挡环的结构示意图。
40.图9为实施例3中,导流挡环的又一结构示意图。
41.图10为实施例3中,导流挡环的又一结构示意图。
42.图11为实施例4中,导流挡环的安装结构的分解结构示意图。
43.图12为实施例4中,导流挡环在沉积炉的安装示意图。
具体实施方式
44.在下文中,仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样,在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下,可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此,附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。
45.在本实用新型的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本实用新型和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本实用新型的限制。
46.下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本实用新型的不同结构。为了简化本实用新型的公开,下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然,它们仅仅为示例,并且目的不在于限制本实用新型。
47.下面结合附图对实用新型的实施例进行详细说明。
48.实施例1
49.导流挡环安装在沉积炉废气口处,用于废气引导。然而,现有导流挡环的上、下表面均为平面状,内部实心,且具有一定的厚度和宽度,其会改变石英玻璃沉积炉内温场,整体提高上部炉膛的温度,导致炉膛纵向温度梯度太小,对石英玻璃成砣非常不利。
50.为解决上述问题,本实施例中提供一种石英玻璃沉积炉用废气导流挡环,安装于沉积炉内的废气口处,并穿过石英砣料,其结构如附图1和2所示。该导流挡环包括环本体100。本实施例中通过对环本体100上、下两个面的改进,以降低导流挡环安装后影响。
51.具体的,环本体100,其上、下两个面分别为上导流面110和下导流面120。环本体100安装于沉积炉的内的废气口处上方时,环本体100外侧弧形侧壁与沉积炉的炉膛内壁接触,环本体100内侧弧形侧壁距离石英砣料侧壁表面40~50mm。上导流面110朝向沉积炉内燃烧器一侧。
52.上导流面110,其为锥状面。上导流面110上直径较大的边缘直径与环本体100外径一致。上导流面110上直径较小的边缘直径与环本体100内径一致。上导流面110的锥角30~80
°
,优选45
°

53.下导流面120,其为锥状面。下导流面120上直径较大的边缘直径与环本体100外径一致。下导流面120上直径较小的边缘直径与环本体100内径一致。上导流面110的锥角1~45
°
,优选15
°
。上导流面110上直径较小的边缘以及下导流面120上直径较小的边缘相互靠近。即,沿环本体100轴向中心方向,环本体100上、下两个面分别向环本体100内部凹陷。且沿环本体100轴向中心方向,上导流面110和下导流面120的高度之和小于等于环本体100外
侧壁的高度。与原有的上下表面均为平面结构的导流挡环相比,本实施例中的导流挡环上、下表面向内凹陷,使得环本体100自外向内厚度呈现梯度变换,气体可以沿着锥状面流动,实现炉膛内的气体引导,改善氢、氧的分布,同时减小环本体100对炉膛的温场,利于石英玻璃成砣。
54.沿环本体100的轴向中心方向,在环本体100上开设有若干贯通的引流孔130。引流孔130直径10~100mm。导炉膛内的气体可通过引流孔130,使得炉膛内气路进一步通畅,亦降低了炉膛内壁处的温度。同时,由于设置了引流孔130,使得上导流面110和下导流面120的面积减小,可以提高抽气效率,改进沉积炉内的废气口处烟气和粉尘排放的稳定性。
55.本实施例中,沿环本体100的径向,各个引流孔130的中心在同一个圆上。引流孔130孔径随着其与废气口之间的距离增加而逐渐增大。
56.实施例2
57.导流挡环的安装结构,安装于沉积炉内的废气口处,如附图3~7所示。该安装结构包括环本体100和导流槽200。其中,环本体100设置于沉积炉的废气口上方。导流槽200安装于沉积炉的废气口内,用于支撑环本体100。
58.具体的,环本体100,其上、下两个面分别为上导流面110和下导流面120。环本体100安装于沉积炉内的废气口处上方时,环本体100外侧弧形侧壁与沉积炉的炉膛内壁接触,环本体100内侧弧形侧壁距离石英砣料侧壁表面40~50mm。上导流面110朝向沉积炉内燃烧器一侧。
59.上导流面110,其为锥状面。上导流面110上直径较大的边缘直径与环本体100外径一致。上导流面110上直径较小的边缘直径与环本体100内径一致。上导流面110的锥角45
°

60.下导流面120,其为锥状面。下导流面120上直径较大的边缘直径与环本体100外径一致。下导流面120上直径较小的边缘直径与环本体100内径一致。上导流面110的锥角15
°
。上导流面110上直径较小的边缘以及下导流面120上直径较小的边缘相互靠近。即,沿环本体100轴向中心方向,环本体100上、下两个面分别向环本体100内部凹陷。且沿环本体100轴向中心方向,上导流面110和下导流面120的高度之和小于等于环本体100外侧壁的高度。
61.沿环本体100的轴向中心方向,在环本体100上开设有若干贯通的引流孔130。沿环本体100的径向,各个引流孔130的中心在同一个圆上。
62.导流槽200,呈矩形槽状,其一部分位于废气口内,另一部分位于炉膛内。废气从导流槽200槽内通过。导流槽200伸入到炉膛内的部分与环本体100接触,形成对环本体100的支撑。以设置两个废气口的沉积炉为例,两个废气口有两个,对称布置。在每个废气口内分别设置一个导流槽200。
63.本实施例中,由于具有两个废气口并分别安装了导流槽200,环本体100外环直径580mm,内环直径380。上导流面110的锥角45
°
,下导流面锥角15
°
。环本体100上共开设有10个引流孔130。沿环本体100的径向,10个引流孔130的中心在同一个圆上。10个引流孔130分为两个组,每组5个。同组内5个引流孔130的直径依次为20mm、40mm、60mm、40mm、20mm,并以60mm的引流孔130的中心为镜像点,对称分布。60mm的引流孔130位于距离废气口的最好位置处。
64.本实施例中,导流槽200的槽底外侧朝向环本体100,包括第一支撑面210和第二支撑面220。
65.第一支撑面210裸露于炉膛内,其为曲面,并与下导流面120配合。第一支撑面210与下导流面120接触贴合后,形成对环本体100定位、支撑。第二支撑面220与废气口顶面接触。
66.本实施例中,导流槽200朝向炉膛一端端面与环本体100内侧壁相切,减少对气体流动的干扰 。导流槽200与环本体100接触的部位上开设有与引流孔130配合的贯通孔230,以便于气体通过。
67.本实例中,沿废气排放方向,导流槽200的槽宽逐渐减小,以便于增加废气抽吸作用。
68.本实施例中的安装结构,可以实现导流挡环的快速安装,同时降低导流挡环对上炉膛温场的影响。
69.实施例3
70.一种石英玻璃沉积炉用废气导流挡环。该导流挡环包括环本体100。
71.具体的,环本体100包括左环体140和右环体150。左环体140和右环体150合拢后构成完整的圆环整体。本实施中,通过将环本体100设计为分体式的左环体140和右环体150,可以提高安装的便捷性。
72.左环体140和右环体150之间可以对称结构。
73.比如附图8所示,左环体140和右环体150呈镜面对称结构,结合面位于同一直径方向上。
74.比如附图9所示,左环体140和右环体150呈中心对称结构,结合面为一平面,且相互错开。
75.比如附图10所示,左环体140和右环体150呈中心对称结构,结合面连续弯折的平面。
76.或者左环体140和右环体150之间可以非对称结构,比如左环体140为3/4圆环结构,右环体150为1/4圆环结构。
77.环本体100,其上、下两个面分别为上导流面110和下导流面120。环本体100安装于沉积炉内的废气口处上方时,环本体100外侧弧形侧壁与沉积炉的炉膛内壁接触,环本体100内侧弧形侧壁距离石英砣料侧壁表面40~50mm。上导流面110朝向沉积炉内燃烧器一侧。
78.上导流面110,其为锥状面。上导流面110上直径较大的边缘直径与环本体100外径一致。上导流面110上直径较小的边缘直径与环本体100内径一致。上导流面110的锥角45
°

79.下导流面120,其为锥状面。下导流面120上直径较大的边缘直径与环本体100外径一致。下导流面120上直径较小的边缘直径与环本体100内径一致。上导流面110的锥角15
°
。上导流面110上直径较小的边缘以及下导流面120上直径较小的边缘相互靠近。
80.本实施例中,环本体100外环直径580mm,内环直径380。上导流面110的锥角45
°
,下导流面锥角15
°
。环本体100上共开设有10个引流孔130。沿环本体100的径向,10个引流孔130的中心在同一个圆上。10个引流孔130分为两个组,每组5个,分别开设于左环体140和右环体150上。同组内5个引流孔130的直径依次为20mm、40mm、60mm、40mm、20mm,并以60mm的引流孔130的中心为镜像点,对称分布。
81.实施例4
82.导流挡环的安装结构,安装于沉积炉内的废气口处,如附图11和12所示。该安装结
构包括环本体100和导流槽200。其中,环本体100设置于沉积炉的废气口上方。导流槽200安装于沉积炉的废气口内,用于支撑环本体100。
83.具体的,环本体100包括镜面对称的左环体140和右环体150。左环体140和右环体150合拢后构成完整的整体。
84.环本体100,其上、下两个面分别为上导流面110和下导流面120。环本体100安装于沉积炉内的废气口处时,环本体100外侧弧形侧壁与沉积炉的炉膛内壁接触,环本体100内侧弧形侧壁距离石英砣料侧壁表面40~50mm。上导流面110朝向沉积炉内燃烧器一侧。
85.上导流面110,其为锥状面。上导流面110上直径较大的边缘直径与环本体100外径一致。上导流面110上直径较小的边缘直径与环本体100内径一致。上导流面110的锥角45
°

86.下导流面120,其为锥状面。下导流面120上直径较大的边缘直径与环本体100外径一致。下导流面120上直径较小的边缘直径与环本体100内径一致。上导流面110的锥角15
°
。上导流面110上直径较小的边缘以及下导流面120上直径较小的边缘相互靠近。
87.本实施例中,环本体100外环直径580mm,内环直径380。上导流面110的锥角45
°
,下导流面锥角15
°
。环本体100上共开设有10个引流孔130。沿环本体100的径向,10个引流孔130的中心在同一个圆上。10个引流孔130分为两个组,每组5个,分别开设于左环体140和右环体150上。同组内5个引流孔130的直径依次为20mm、40mm、60mm、40mm、20mm,并以60mm的引流孔130的中心为镜像点,对称分布。
88.导流槽200,其一部分位于废气口内,另一部分位于炉膛内。导流槽200伸入到炉膛内的部分与环本体100接触,形成对环本体100的支撑。本实例中,废气口有两个,对称布置。在每个废气口内均设置导流槽200。
89.导流槽200的槽底外侧朝向环本体100,包括第一支撑面210和第二支撑面220。第一支撑面210裸露于炉膛内,其呈曲面并与下导流面120配合。第一支撑面210与下导流面120接触贴合后,形成对环本体100定位、支撑。第二支撑面220与废气口顶面接触。导流槽200朝向炉膛一端端面与环本体100内侧壁相切,减少对气体流动的干扰 。导流槽200与环本体100接触的部位上开设有与引流孔130配合的贯通孔230,以便于气体通过。
90.当沉积炉仅有一个废气口时,由于只有一个导流槽200提供支撑,因此环本体100采用分体式结构时,需要考虑支撑稳定性。
91.比如,左环体140和右环体150均与导流槽200接触,即导流槽200区域与左环体140和右环体150的一个结合面重合。
92.或者,需要将左环体140和右环体150的结合面设计可相互支撑,比如沿与环本体100的轴向中心呈45
°
角方向进行切割,形成左环体140和右环体150。此时,左环体140和右环体150的结合面以可提供支撑。