[實用新型]單晶爐快速冷卻裝置

有效

• 申請號: 201320303095.5
• 申請日: 2013-05-29
• 公開（公告）號: CN203559151U
• 公開（公告）日: 2014-04-23
• 發明（設計）人: 周銳;李僑;李定武
• 申請（專利權）人: 西安隆基硅材料股份有限公司;無錫隆基硅材料有限公司;寧夏隆基硅材料有限公司;銀川隆基硅材料有限公司
• 主分類號: C30B15/00
• 分類號: C30B15/00;F27D9/00
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 羅笛

技術領域

本實用新型屬于冷卻管技術領域，涉及一種單晶爐快速冷卻裝置。

背景技術

直拉單晶是一種周期性的、非連續的生產過程。每個周期結束后，都需要等待爐內溫度冷卻到300℃以下后，才能進行拆爐、清理及下個生產周期的準備工作。另外，由于直拉單晶生產過程是持續的高溫過程，為了降低拉晶能耗，爐內設置了大量的保溫層，導致停爐后需要等待6～10h才能使爐內熱場冷卻下來，此段時間占整個生產周期的1/8。這期間爐子處于閑置狀態，降低了單晶制造裝置的運轉率，影響了單晶爐拉晶的效率。

專利號200980109099.6，公告號CN101970728B，公告日2013.01.30的專利提出從副室取出晶棒后，利用移動機構，使環形冷卻管朝向坩堝下降，來冷卻熱場部件。此方法需要在晶棒從副室取出后實施強制冷卻，因此，強制冷卻的開始實施時間受到限制，且該裝置結構較復雜，易引起爐內污染。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種使單晶爐快速冷卻裝置，以解決現有技術存在的不能及時對單晶爐主室實施冷卻的問題。

本實用新型的技術方案是，單晶爐快速冷卻裝置，包括冷卻管及其驅動裝置，冷卻管設有冷卻介質進口和冷卻介質出口。

本實用新型的特點還在于：

冷卻管為一個或多個。

冷卻管為波紋管或螺旋管。

冷卻管優選高熱傳導率的金屬管,外部套有波紋管。

進一步，冷卻管優選銅質波紋管。

驅動裝置為電動機、液壓系統或手搖把柄。

本實用新型具有如下有益效果：

1.本實用新型單晶爐快速冷卻裝置結構簡單，使用方便，冷卻效果好。

2.本實用新型單晶爐快速冷卻裝置可以選擇手搖把柄式的手工驅動，也可以通過電動機、液壓系統等動力驅動裝置，實現一鍵式控制操作，省力、安全、便捷。

3.采用本實用新型單晶爐快速冷卻裝置，在晶體生長結束后可及時對單晶爐主室進行強制冷卻，簡單易行。

4.與自然冷卻相比，采用本實用新型單晶爐快速冷卻裝置可以縮短2-4h（或30-40%）的停爐冷卻時間，提高了設備利用率及生產效率，降低了單晶生長成本。

附圖說明

圖1為本實用新型快速冷卻單晶爐裝置及其在晶體生長過程中所處的位置示意圖；

圖2為本實用新型快速冷卻單晶爐裝置及其在停爐后強制冷卻過程中所處的位置示意圖。

圖中，1.冷卻管，2.冷卻介質進口，3.冷卻介質出口。

具體實施方式

下面結合具體實施方式和附圖對本實用新型作進一步詳細的說明。

單晶爐快速冷卻裝置，包括冷卻管1及其驅動裝置，冷卻管1設有冷卻介質進口2和冷卻介質出口3。一個單晶爐可以設置一個或多個所述快速冷卻裝置。

冷卻管1可采用高熱傳導率的金屬管，如不銹鋼或銅管等，更優的可以使用銅質波紋管或螺旋管作為冷卻管，原因是銅具有高的熱傳導率，能迅速地冷卻與冷卻管1接觸的主室氣氛，從而能在短時間內冷卻熱場部件。

快速冷卻單晶爐裝置可依靠電動機，液壓或者手搖把柄的動力驅動而實現升降運動。

可根據需要選用油、水、氣體或者液氮等各種冷媒作為冷卻介質，與爐內高溫熱場部件及環境之間進行熱交換，實現單晶爐的加速冷卻。

可根據停爐冷卻時間要求，在單晶爐底部設置一個或多個上述快速冷卻裝置的組合。

在單晶爐運行過程中，將冷卻管1下降到單晶爐外部、保溫層以下；在單晶爐拉晶結束后，冷卻管1在驅動裝置的驅動下，升高至單晶爐主室的高溫區，冷卻介質通過冷卻介質進口2和冷卻介質出口3與爐內高溫熱場部件及環境之間進行熱交換；冷卻結束后，冷卻管1受驅動裝置的驅動，下降至單晶爐外部，保溫層以下。

在單晶爐運行過程中，該快速冷卻單晶爐裝置下降到最低位置，處于單晶爐外部、保溫層以下，不會影響到正常生產，也不會增加額外能耗。單晶爐拉晶結束后，該快速冷卻單晶爐裝置受到驅動裝置的驅動而升高至單晶爐主室的高溫區，通過冷卻介質與爐內高溫熱場部件及環境之間的熱交換，帶走大量的熱量，可以有效加快爐內冷卻。冷卻結束后，快速冷卻單晶爐裝置受到驅動裝置的驅動而下降至單晶爐外部。

與自然冷卻相比，采用本實用新型單晶爐快速冷卻裝置可以縮短2-4h（或30-40%）的停爐冷卻時間，提高了設備利用率及生產效率，降低了單晶生長成本。