一种加热设备及多晶硅生产设备
技术领域
本发明涉及多晶硅生产领域，特别涉及一种加热设备及多晶硅生产设备。
背景技术
一般地，多晶硅拉晶的大致流程为：将原料通过加热设备融化原料，使用籽晶，进行引晶、放肩、等径生长、收尾等过程，完成拉晶过程。
但是，现有的加热设备存在产生的热场分布不均匀的问题，导致有一部分热量损失，影响原料融化速度及长晶质量，同时由于原料融化过程长，长时间高温加热对坩埚损伤也非常严重。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种加热设备及多晶硅生产设备，以解决现有的加热设备产生的热场分布不均匀的问题。
第一方面，本发明实施例提供了一种加热设备，包括：
壳体，所述壳体具有容纳空间；
支撑件，固定在所述容纳空间内，所述支撑件用于固定多晶硅；
至少一个加热部件，固定在所述容纳空间内，且位于所述支撑件周围，所述加热部件的一部分用于对所述多晶硅的底部加热，所述加热部件的另一部分用于对所述多晶硅的侧面加热；
至少两个加热电极，所述加热电极的至少部分位于所述容纳空间内，与对应的所述加热部件连接。
可选地，所述支撑件包括：
坩埚底座，置于所述容纳空间中；
坩埚，置于所述容纳空间中，所述坩埚置于所述坩埚底座上；
坩埚托杆，所述坩埚托杆插装在所述壳体上，所述坩埚托杆的一端与所述坩埚底座连接。
可选地，所述加热部件包括：用于对所述多晶硅的底部进行加热的第一加热结构以及用于对所述多晶硅的侧面进行加热的第二加热结构，所述第一加热结构与所述第二加热结构连接。
可选地，所述第一加热结构的长度与所述第二加热结构的长度的比值为3:7。
可选地，所述加热部件的数量为两个，所述加热电极的数量为两个，两个所述加热部件以相对的方式设置在所述支撑件的周围。
可选地，所述加热部件的数量为四个，所述加热电极的数量为四个，四个所述加热部件以两两相对的方式设置在支撑件的周围。
可选地，所述加热部件还包括：第一连接部件，所述第一加热结构通过所述第一连接部件与所述第二加热结构可拆卸连接。
可选地，所述加热设备还包括：齿轮和第二连接部件，所述齿轮与所述第一加热结构连接；所述第一连接部件上设置有紧固件，所述齿轮通过第二连接部件还与所述紧固件连接，当所述齿轮转动时，通过所述第二连接部件可以带动紧固件转动，使得第一连接部件分别与所述第一加热结构和所述第二加热结构分离。
可选地，所述支撑件上设置有挡片，所述支撑件可旋转地插装在所述壳体上；
当所述支撑件向预设方向移动预设距离时，所述挡片与所述齿轮啮合，所述挡片可带动所述齿轮转动，进而所述齿轮通过第二连接部件带动所述紧固件转动，使得第一连接部件分别与所述第一加热结构和所述第二加热结构分离。
第二方面，本发明实施例还提供了一种多晶硅生产设备，包括如上所述的加热设备。
本发明的实施例具有如下有益效果：
在本发明实施例中，通过加热部件可以同时对多晶硅的底部以及多晶硅的侧面进行加热，增加了多晶硅底部的热辐射，可以弥补底部的热量损失，使得热场分布均匀且连续，可以提高热量的利用率，缩短原料的融化时间。并且，该加热部件为一体结构，可以减少加热电极的使用数量，方便安装。
附图说明
图1为本发明实施例的一种加热设备的结构示意图；
图2为本发明实施例的另一种加热设备的结构示意图；
图3为一种侧面加热型的加热设备的热场分布示意图；
图4为另一种加热设备的热场分布示意图；
图5为本发明实施例的一种加热部件的结构示意图；
图6为本发明实施例的另一种加热部件的结构示意图；
图7为本发明实施例提供的再一种加热设备的结构示意图；
图8为本发明实施例提供的又一种加热设备的结构示意图；
图9为本发明实施例提供的一种多晶硅生产设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
本发明的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
参见图1和图2，本发明实施例提供了一种加热设备，所述加热设备包括：壳体1、支撑件2、至少一个加热部件3和至少两个加热电极4；
所述壳体1具有容纳空间；所述支撑件2固定在所述容纳空间内，所述支撑件2用于固定多晶硅；至少一个加热部件3固定在所述容纳空间内，且位于所述支撑件2周围，所述加热部件3的一部分用于对所述多晶硅的底部加热，所述加热部件3的另一部分用于对所述多晶硅的侧面加热；所述加热电极4的至少部分位于所述容纳空间内，与对应的所述加热部件3连接。
在本发明实施例中，所述加热部件3可以采用石墨制成，所述加热电极4可以采用金属制成，例如：铜金属，当然并不仅限于此。
需要说明的是，以上有关所述加热部件3和加热电极4材质的描述只是示例并非限定，可以理解的是，在本发明实施例中并不具体限定所述加热部件3以及和加热电极4的材质。
其中，图3所示的为一种侧面加热型的加热设备的热场分布示意图，通过图3可以看出，侧面加热型的加热设备所形成的热场并不连续，在部分区域(例如：底部区域)中有可能没有热场分布，导致有一部分热量损失，致使热量的利用率低，原料的融化时间长。
图4所示的为另一种加热设备的热场分布示意图，该加热设备包括：侧面加热部件301和底部加热部件302，通过图4可以看出，侧面加热部件301和底部加热部件302所产生的热场不连续，这将会同样影响热量的利用率。
通过图1分别与图3和图4对比可以看出，图1所示的热场分布显然比图3和图4所示的热场分布要均匀和连续，可以理解的是，本发明实施例的加热设备，通过加热部件3可以同时对多晶硅的底部以及多晶硅的侧面进行加热，增加了多晶硅底部的热辐射，可以弥补多晶硅底部的热量损失，使得热场分布均匀且连续，可以提高热量的利用率，缩短原料的融化时间。并且，该加热部件3为一体结构，可以减少加热电极的使用数量，方便安装。
同时，通过图1和图4对比可以看出，图1所示的加热电极的数量明显少于图4所示的数量，且图1所示的加热设备只需要一个电源系统即可。
继续参见图1，所述支撑件2包括：坩埚底座21、坩埚22和坩埚托杆23；
所述坩埚底座21和所述坩埚22置于所述容纳空间中；所述坩埚22置于所述坩埚底座21上；所述坩埚托杆23插装在所述壳体1上，所述坩埚托杆23的一端与所述坩埚底座21连接。
进一步地，所述坩埚托杆23可旋转地插装在所述壳体1上，坩埚22在所述坩埚托杆23的支撑和带动下以一定速度旋转，这样可以在所述坩埚22处产生稳定热场分布。
继续参见图1，进一步地，所述加热部件3包括：用于对所述多晶硅的底部进行加热的第一加热结构31以及用于对所述多晶硅的侧面进行加热的第二加热结构32，所述第一加热结构31与所述第二加热结构32连接。
继续参见图1、图5和图6，所述第一加热结构与所述第二加热结构之间有预设夹角，例如：所述加热部件3的截面形状可以为L形，当然并不仅限于此。
在本发明实施例中，所述预设夹角可以为直角、钝角或锐角，其中，图5所示的是所述预设夹角为钝角时的情形，图6所示的是所述预设夹角为锐角时的情形。
需要说明的是，所述加热部件3的形状和预设夹角大小并不仅限于图1、图5和图6所示的情形，可以理解的是，本发明实施例中并不具体限定所述加热部件3的形状和预设夹角大小。
在本发明实施例中，可以根据不同的坩埚22材质、形状和大小以及所需融化原料的状况，来调整所述第一加热结构31和第二加热结构32的尺寸，以达到加热效果的最优化，例如：可以将所述第一加热结构31的长度与所述第二加热结构32的长度的比值设置为3:7，当然并不仅限于此。
需要说明的是，以上有关所述第一加热结构31的长度与所述第二加热结构32的长度的比值的描述只是示例并非限定，除此之外，还可以通过调整所述第一加热结构31的宽度和所述第二结构的宽度的比值，来优化热场分布以及加热效果。可以理解的是，本发明实施例中不具体限定所述第一加热结构31的长度与所述第二加热结构32的长度的比值大小。
在本发明实施例中，所述加热部件3可以有多种布置方式，例如：可以根据加热部件3的不同数量，以及热场分布等情况，来确定加热部件3的布置方式。接下来以其中两种优选方式进行示例说明。
方式一：
所述加热部件3的数量为两个，所述加热电极4的数量为两个，两个所述加热部件3以相对的方式设置在所述支撑件2的周围。
方式二：
继续参见图2，所述加热部件3的数量为四个，所述加热电极4的数量为四个，四个所述加热部件3以两两相对的方式设置在支撑件2的周围。
需要说明的是，以上有关所述加热部件3的布置方式的描述只是示例并非限定，可以理解的是，本发明实施例中并不具体限定所述加热部件3的布置方式。
一般地，第一加热结构31用于原料融化时期时，可以用来加快原料融化速度，减少融化所需时间。但在完成融化过程后，进入拉晶及晶体生长过程，将不再需要使用到第一加热结构31。
为此，参见图7，所述加热部件3还包括：第一连接部件33，所述第一加热结构31通过所述第一连接部件33与所述第二加热结构32可拆卸连接，所述加热电极4与所述第二加热结构32连接。
在本发明实施例中，所述第一加热结构31通过所述第一连接部件33与所述第二加热结构32可拆卸连接，在完成原料融化过程之后，坩埚22在坩埚托杆23支撑下进行抬升操作，借助坩埚22的抬升力，使得第一连接部件33发生分离作用，此时所述加热电极4与所述第二加热结构32连接，从而实现第一加热结构31与第二加热结构32或加热电极4的自动分离，所述第一加热结构31停止加热，进而通过第二加热结构32所产生的热量进行晶体生长。
需要说明的是，通过多种结构可以实现所述第一加热结构31与所述第二加热结构32的可拆卸连接，为了便于进一步理解本发明实施例，接下来以其中一种优选的方式进行示例说明，可以理解的是，本发明实施例并不局限于该具体实施方式。
参见图8，进一步地，所述加热设备还包括：齿轮8和第二连接部件9，所述齿轮8与所述第一加热结构31连接；所述第一连接部件33上设置有紧固件34，所述齿轮8通过第二连接部件9还与所述紧固件34连接，当所述齿轮8转动时，通过所述第二连接部件9可以带动紧固件34转动，通过紧固件34的转动使得所述第一连接部件33上升，进而使得第一连接部件33分别与所述第一加热结构31和所述第二加热结构32分离。
在本发明实施例中，所述第二连接部件9可以为难熔金属材料制成的连接线，例如：所述第二连接部件9的材质可以为钨丝，当然并不仅限于此。
需要说明的是，以上有关所述第二连接部件9的描述只是示例并非限定，可以理解的是，本发明实施例中并不具体限定所述第二连接部件9的结构和材质。
继续参见图8，进一步地，所述支撑件2上设置有挡片24，所述支撑件2可旋转地插装在所述壳体1上；
当所述支撑件2向预设方向移动预设距离时，所述挡片24与所述齿轮8啮合，所述挡片24可带动所述齿轮8转动，进而所述齿轮8通过第二连接部件9带动所述紧固件34转动，使得第一连接部件33分别与所述第一加热结构31和所述第二加热结构32分离。
继续参见图8，所述挡片24安装在坩埚托杆23侧部，原料融化之后，所述坩埚托杆23向下移动预设距离，使得所述挡片24与所述齿轮8啮合，进而通过挡片24带动齿轮8转动，通过第二连接部件9带动紧固件34转动，通过紧固件34的转动使得第一连接部件33上升，进而使得第一加热结构31与所述第二加热结构32或所述加热电极4分离。
参见图9，为了进一步提高加热效果，所述加热设备还包括：保温结构5和反射板6，所述保温结构5固定在所述容纳空间中，所述保温结构5围绕加热部件3设置，所述保温结构5位于所述加热部件3和所述壳体1之间，所述保温结构5的一端与所述反射板6连接，所述放射板位于所述坩埚22的上方，所述放射板用于将加热部件3产生的热量投射至坩埚22处。
继续参见图1和图9，为了便于给加热电极4进行降温，所述加热设备还包括：用于对所述加热电极4进行冷却的冷却水管7，所述冷却水管7的至少部分位于所述加热电极4的内部。
例如：可以将加热电极4安装在壳体1底部，可以从壳体1底部导入冷却水管7。
在本发明实施例中，所述加热电极的数量与所述加热部件的数量有关，例如：若加热部件有2个时，所述加热电极也可以为2个；当加热部件有4个时，可以使用2个或4个加热电极，可以理解的是，可以先将4个加热部件中的2个加热部件之间连接，再将加热部件与所述加热电极连接，这样可以使得4个加热部件只需要2个加热电极。
需要说明的是，以上有关加热电极的数量和所述加热部件的数量的描述只是示例并非限定，可以理解的是，本发明实施例中并不具体限定加热电极的数量和所述加热部件的数量。
经过研究表明，加热电极4内部通冷却水，会带走大量热量，而造成热量浪费，进而会增加设备能耗。为此，在满足加热效果的前提下，可以通过减少加热电极4的数量来降低热量损失，来提高热量的利用率。由此可知，由于图1所示的加热电极的数量明显少于图4所示的数量，图1所示的加热设备的能量损失要远远小于图4所示的加热设备，图1所示的加热设备提高了热量的利用率。
在本发明实施例中，所述加热部件3为一体结构，可以保证热场分布的连续性，并且还可以减少加热电极4和电极接口的使用数量，可以减少热量损失，从而优化了热场性能。
另外，参见图9，本发明实施例提供了一种多晶硅生产设备，包括如上所述的加热设备。
需要说明的是，图9所示的多晶硅生产设备只是一种示例结构，本发明实施例并不仅限于图9所示的结构。
其中，所述多晶硅生产设备可以为拉晶炉或长晶炉。需要说明的是，本发明实施例中并不具体限定所述多晶硅生产设备的种类。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
