Горелка кристаллизационного аппарата Советский патент 1977 года по МПК F23D13/40 

1

Изобретение касается горепочиой техники и может быть использовано в газовых горелках для выращивания кристаллов по методу Вернейля.

Известна горелка для сжигания газа,

содержащая корпус с расположенным по егб оси каналом для подачи кислорода, между которыми расположена смесительная камера, подключенная отверстиями к соплу горелки и коллектору для подвода

газа. Вокруг смесительной камеры выпопйена обечайка, к которой подключен кислот родный коллектор l. Однако высокая концентрация частиц углерода в ядре факела затрудняет использование такой горелки для выращивания кристаллов по методу Вернейля.

Ближайшим техническим решением к предлрженно&лЬляется горелка для сжигани кислородно-водородной смеси, содержащая корпус с установленным по его оси шихтоводом и размещенной между ними смесительной камерой, подключенной через распределительные отверстия к водородному и кислорюдному Коллекторам, и расположенную снаружи корпуса обечайку, образующую с ним кольпевую полость. Внутри корпуса установлен диск с отверстиями, которые могут быть совмещены с отверстрями распределительной камеры. При повор те диска за счет смещения его отверстий и распределительной камеры регулируется расход водороднО-кислородной смеси и ДЛАна факела и тепловой нагрузка горелки .

Однако смааение зоны кристаллизации при изменении длины факела и тепловой нагрузки способствует ухудщогвю качества кристаллов.

Смещение зоны кристаллизации - 1фи4ина неоднородного paisnpeделения ряда дефектов в кристалле (например, блочной структуры, повышенной плотности дислокации). Необходимая теплопроизводительность горелки при выращивании кристаллов достигается только при значительном избытке газа. Это влечет за собой высокийградиент температуры в растущем кристатКяе и ухудшает его качество.

Цель изобретения - повышение качест ва кристаллов.

Это достигается тем, что в лредлоисеной горелке кольцевая полость подключена ри помощи окон к газовому и кислородному оллекторам.Суммарная площадь окон,подлюченных к этим коллекторам,составляет оответственно 0,02-0,13 и 0,4-0,5 от суммарной площади распределительных отверстий, через которые смесительная камера подключена к газовому и кислородному коллекторам. Кислородный коллектор размещен между наружной стенкой смеситель ной камеры и внутренней стзнкой кольцевой полости.

Длина факела остается постоянной, ста-. билизируётся .уровень зоны кристаллизации Подготовка смеси с небольшим избытком окислителя и малая скорость продуктов сгорания исключают внедрение микродоз углерода в; кристалл, что позволяет использовать вместо водорода природный газ. Качество выращенных крисдаялов по вышается, уменьщается блочность, величина напряжений.

При помощи такой горелки можно регулировать тешюпроизводительность в пределах, обеспечивающих исключение теп лового удара в конце роста кристаллов,

На чертеже схематически изображенагорелка кристаллизационного аппарата.

Горелка имеет корпус 1 с установленным по его оси шихтоводом 2, Между ни, ми расположена смесительная камера 3, подключенная через распределительные от- верстия 4 и 5 к газовому 6 и кислородному 7 коллекторам. Снаружи корпуса 1 расположена обечайка 8, образующая с ним кольцевую полость 9. Газовый коллектор 6 соединен .с полостью 9 окнами 10, а кислородный коллектор 7 подключен К ней окнами 11. Соотношение суммарной плошади поперечного сечения | окон 10 и площади распределительных отверстий 4 соответствует О,О2 - 0,13. Соотноще,ние суммарной площади поперечного |сечения распределительных отверстий 5 и площади окон 11 соответствует 0,4-О,3. Окна 1О и отверстия 4 выполнены в горизонтальных кольцевых перегородках 12 и 13, разделяющих кольцеэую noj.ocTb и смесительную камеру 3. Последние соедИ-нены отверстиями 14, выполненными в корпусе 1.

Кислородный коллектор 7 подключен к трубопроводу 15 для подачи кислорода и размещен между наружнойстенкой смесительной камеры 3 и внутренней стенкой кольцевой полости 9

Через коллектор 6 подггют природный 1аз, пройдя через Ьтверст-ш 14 и окна 10, он поступает в кольцевую полость 9, а через распределительные отверстия 4 а смесительную камеру 3.

Одновременно в кислородный коллектор п трубопроводу 15 подают кислород, который через окна 11 поступает в кольцевую полость 9 и через распределительные отверстия 5 в смесительную камеру 3, Происходит струйное смешение газов, в результате которого концентрация природного газа на выходе из кольцевой полости: 9 составляет 1-6,6%, а на выходе из сме сительной камеры-55-60%. При избытке окислителя (К-1,05-1,1) обеспечивается полное сгорание газа.

Использование предложенной горелки позволяет снизить себестошххость получае« мых кристаллов, поЕ1Ысить их качество, снизить брак, дорогой водород заменяетсяболее дещевым природным газом.

Формула изобретен.и я/

Горелка кристаллизационного аппарата, содержащая корпус с установленным по ег оси шихтоводом и размещенной между ни- , ми смесительной камерой, подюиюченной через распределительные отверстия; к газп вому и кислородному коллекторам, и расположенную снаружи корпуса обечайку, образующую с ним кольцевую полость, о т пичающаяся тем, что, с целью йовыщения качества кристаллов, кольцевая -ПОЛОСТЬ при помощи окон также подключена к газовому и кислородному коллекторам U суммарная площадь окон, подключенных к этим коллекторам, составляет соответственно 0,02-0,13 и 0,,3 от суммар ной площади распределительных отверстий; через которые смесительная камера п(- ключена к газовому и кислородному коллекторам.

2. Горелка .по п. 1, о т л и ч а ю щ а с я тем, что кислородный коллектор размещен между наружной стенкой смесительной камеры и внутренней стенкой коль,цевой полости.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе;

1.Авторское свидетельство СССР № 191751, кл. F 23 D 13/00, 1967

2.Авторское сввдетельство CCCF № 197470, кл. F 23 Б 13/40, 1967.

12

IS