一种单晶炉冷却系统技术方案

本实用新型专利技术提供了一种单晶炉冷却系统，用于冷却所述单晶炉，其包括第一冷却装置和第二冷却装置，其中：第一冷却装置设置在单晶炉的炉底下方，第一冷却装置被配置为经顶升孔顶入至单晶炉内，并向上顶升保温层，以减少保温层覆盖坩埚的面积；第二冷却装置与单晶炉的炉口对接，第二冷却装置被配置为经炉口实施对单晶炉的冷却。本实用新型专利技术提供的单晶炉冷却系统包括第一冷却装置和第二冷却装置，其中：第一冷却装置经单晶炉的炉底顶升孔穿入至单晶炉内以向上顶升位于坩埚周侧的保温层，减少保温层覆盖坩埚的面积从而，加快坩埚的散热速度；第二冷却装置则经炉口实施对单晶炉的冷却降温。二冷却装置则经炉口实施对单晶炉的冷却降温。二冷却装置则经炉口实施对单晶炉的冷却降温。

【技术实现步骤摘要】
一种单晶炉冷却系统


[0001]本技术涉及硅棒生产领用，具体地说是一种单晶炉冷却系统。

技术介绍

[0002]单晶炉是一种在惰性气体环境中，用石墨坩埚将多晶硅等多晶材料熔化用直拉法生长无错位单晶的设备。为了对坩埚内的硅液进行保温，坩埚与单晶炉的炉壁间一般设置有保温层。
[0003]每拉制完至少一根硅棒后，或对单晶炉进行检修维护时，均需要对单晶炉的炉腔进行冷却，目前的冷却方式，主要是通过自然冷却，耗时较长。
[0004]因此，如何提高单晶炉的冷却速度，是目前亟需解决的一个技术问题。

技术实现思路

[0005]为了实现上述技术目标，本技术提供了一种单晶炉冷却系统，其采用如下技术方案：
[0006]一种单晶炉冷却系统，用于冷却所述单晶炉，单晶炉内设置有坩埚，坩埚与单晶炉的炉壁间设置有保温层，单晶炉的炉底设有与保温层上下相对的顶升孔，单晶炉冷却系统包括第一冷却装置和第二冷却装置，其中：
[0007]第一冷却装置设置在单晶炉的炉底下方，第一冷却装置被配置为经顶升孔顶入至单晶炉内，并向上顶升保温层，以减少保温层覆盖坩埚的面积；
[0008]第二冷却装置与单晶炉的炉口对接，第二冷却装置被配置为经炉口实施对单晶炉的冷却。
[0009]本技术提供的单晶炉冷却系统包括第一冷却装置和第二冷却装置，其中：第一冷却装置经单晶炉的炉底顶升孔穿入至单晶炉内以向上顶升位于坩埚周侧的保温层，减少保温层覆盖坩埚的面积，从而加快坩埚的散热速度；第二冷却装置则经炉口实施对单晶炉的冷却降温。
>[0010]通过第一冷却装置和第二冷却装置的配合，本技术的单晶炉冷却系统大幅度地提升了单晶炉的冷却效果。
[0011]在一些实施例中，第一冷却装置包括N个冷却组件和顶升驱动装置，其中：冷却组件包括顶升轴和顶升部，其中，顶升轴安装在顶升部的顶端；各冷却组件的顶升部均与顶升驱动装置传动连接，顶升驱动装置同步驱动各冷却组件的顶升部向上顶升对应的顶升轴，使得各顶升轴经对应的顶升孔同步顶入至单晶炉内以顶升保温层，以减少保温层覆盖坩埚的面积。
[0012]提供了一种结构简单的第一冷却装置，其通过顶升驱动装置的驱动N个单晶炉冷却组件同步地经单晶炉的炉底对应的顶升孔顶入至单晶炉内，从而向上顶升位于坩埚周侧的保温层。
[0013]在一些实施例中，第一冷却装置还包括第一换热装置；顶升轴为冷却轴，冷却轴内
形成有供冷却介质流动的流道，冷却轴上还设置与流道相通的冷却进口和冷却出口，其中：第1个冷却组件的冷却轴的冷却进口经管道与第一换热装置的冷却出口连接；第i
‑
1个冷却组件的冷却轴的冷却出口经管道与第i个冷却组件的冷却轴的冷却进口连接；第N个冷却组件的冷却轴的冷却出口经管道与第一换热装置的回水口连接，其中，2≤i≤N。
[0014]通过设置第一换热装置，并将顶升轴设置为与第一换热装置连通的冷却轴，冷却轴顶入至单晶炉后，冷却轴内流动的冷却介质可以对冷却轴周围进行降温，防止高温下，冷却轴发生损毁，此外，冷却轴内流动的冷却介质还能实现与炉内高温气氛的热交换，从而进一步提升冷却效率。
[0015]在一些实施例中，冷却组件还包括安装支架，安装支架包括顶板、底板及连接在顶板和底板之间的侧板，顶板、底板及侧板限定出至少有一侧敞开的安装腔，顶板上设置有上第一通孔，底板上设置有第二通孔；顶升轴设置在安装腔内，顶升轴上端经第一通孔向上穿出安装腔，顶升部设置在底板的下方，顶升部的顶端经第二通孔向上穿入至安装腔内。
[0016]通过设置安装支架，实现了对顶升轴及顶升部的安装。
[0017]在一些实施例中，顶升部的顶端设置有顶升块，顶升轴的下端安装在顶升块上，侧板上设置有沿竖直方向延伸的导轨，顶升块滑动连接在导轨上。
[0018]通过在顶升部的顶端设置有顶升块，并在侧板上设置供顶升块滑动的导轨，一方面实现了对顶升轴的稳固安装，另一方面实现了对顶升轴的顶升导向，保证顶升轴能够稳定地向上顶升。
[0019]在一些实施例中，冷却组件还包括套设在顶升轴上的波纹管，波纹管的上端设有上连接法兰，上连接法兰固定安装在顶板上，上连接法兰上安装有与顶升轴密封贴合的第一密封圈；波纹管的下端设有下连接法兰，下连接法兰固定安装在顶升轴上，下连接法兰上安装有与顶升轴密封贴合的第二密封圈。
[0020]通过在顶升轴上设置波纹管，实习了对顶升轴的顶升段的密封，防止顶升轴在顶入至单晶炉的过程中将空气带入至单晶炉内，破坏炉内气氛。
[0021]在一些实施例中，第一冷却装置包括三个冷却组件，三个冷却组件按正三角形排布。
[0022]设置三个按正三角形排布的单晶炉冷却组件，进步提升了第一冷却装置对保温层的顶升稳定性，使得保温层能够稳定地上升，不会产生倾斜。
[0023]在一些实施例中，顶升驱动装置包括驱动电机及软轴，其中：软轴与驱动电机的动力输出端连接，各冷却组件的顶升部均与软轴传动连接，驱动电机经软轴驱动各冷却组件的顶升部同步顶升。
[0024]驱动电机经软轴带动各单晶炉冷却组件顶升，保证了各单晶炉冷却组件的顶升同步性。
[0025]在一些实施例中，第二冷却装置包括第一安装座、固定支撑座、滑动支撑座、伸缩壳体、第一对接壳体及冷却器，其中：
[0026]固定支撑座固定连接在第一安装座上；
[0027]滑动支撑座滑动连接在第一安装座上，滑动支撑座被配置为能够朝向或远离固定支撑座滑动；
[0028]伸缩壳体的第一端连接在滑动支撑座上，伸缩壳体的第二端连接在固定支撑座
上；
[0029]第一对接壳体的第一端连接在固定支撑座上并与伸缩壳体贯通，第一对接壳体的第二端用于连接单晶炉的炉口；
[0030]冷却器的第一端连接在滑动支撑座上并位于伸缩壳体内，滑动支撑座朝向固定支撑座滑动时，冷却器的第二端依次穿过固定支撑座及对接壳体并穿入至单晶炉内。
[0031]提供了一种第二冷却装置的实现方式，其能够实现与单晶炉的炉口的对接，并将冷却器经单晶炉的炉口推入至单晶炉的炉腔内，从而实施对单晶炉的快速冷却。
[0032]在一些实施例中，冷却器由一水冷管道经若干次迂回弯折形成，水冷管道的两端均穿出滑动支撑座以形成冷却器的进水口及出水口；第二冷却装置还包括第二换热装置，其中，第二换热装置的出水口经管道与冷却器的进水口连接，第二换热装置的回水口经管道与冷却器的出水口连接。
[0033]提供了一种结构简单、冷却效果优良的冷却器，其通过循环水以实现对单晶炉的冷却。
[0034]在一些实施例中，第二冷却装置包括水箱、第一换热管、密封冷却箱、第二换热管及第二对接壳体，其中：
[0035]水箱的进水口与外部水源连接；
[0036]第一换热管设置在水箱内，第一换热管的进气端经管道与单晶炉的排气口连接，第一换热管的出气端经管道与密封冷却箱连接；
[0037]第二对接壳体的第一端与密封冷却箱密封连接本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种单晶炉冷却系统，其特征在于，用于冷却所述单晶炉，所述单晶炉内设置有坩埚，所述坩埚与所述单晶炉的炉壁间设置有保温层，所述单晶炉的炉底设有与所述保温层上下相对的顶升孔，所述单晶炉冷却系统包括第一冷却装置和第二冷却装置，其中：所述第一冷却装置设置在所述单晶炉的炉底下方，所述第一冷却装置被配置为经所述顶升孔顶入至单晶炉内，并向上顶升所述保温层，以减少所述保温层覆盖所述坩埚的面积；所述第二冷却装置与所述单晶炉的炉口对接，所述第二冷却装置被配置为经所述炉口实施对所述单晶炉的冷却。2.如权利要求1所述的单晶炉冷却系统，其特征在于，所述第一冷却装置包括N个冷却组件和顶升驱动装置，其中：所述冷却组件包括顶升轴和顶升部，其中，所述顶升轴安装在所述顶升部的顶端；各所述冷却组件的顶升部均与所述顶升驱动装置传动连接，所述顶升驱动装置同步驱动各所述冷却组件的顶升部向上顶升对应的所述顶升轴，使得各所述顶升轴经对应的所述顶升孔同步顶入至所述单晶炉内以顶升所述保温层，以减少所述保温层覆盖所述坩埚的面积。3.如权利要求2所述的单晶炉冷却系统，其特征在于：所述第一冷却装置还包括第一换热装置；所述顶升轴为冷却轴，所述冷却轴内形成有供冷却介质流动的流道，所述冷却轴上还设置与所述流道相通的冷却进口和冷却出口，其中：第1个所述冷却组件的所述冷却轴的冷却进口经管道与所述第一换热装置的冷却出口连接；第i
‑
1个所述冷却组件的所述冷却轴的冷却出口经管道与第i个所述冷却组件的所述冷却轴的冷却进口连接；第N个所述冷却组件的所述冷却轴的冷却出口经管道与所述第一换热装置的回水口连接，其中，2≤i≤N。4.如权利要求2所述的单晶炉冷却系统，其特征在于，所述冷却组件还包括安装支架，所述安装支架包括顶板、底板及连接在所述顶板和所述底板之间的侧板，所述顶板、所述底板及所述侧板限定出至少有一侧敞开的安装腔，所述顶板上设置有上第一通孔，所述底板上设置有第二通孔；所述顶升轴设置在所述安装腔内，所述顶升轴上端经所述第一通孔向上穿出所述安装腔，所述顶升部设置在所述底板的下方，所述顶升部的顶端经所述第二通孔向上穿入至所述安装腔内。5.如权利要求4所述的单晶炉冷却系统，其特征在于，所述顶升部的顶端设置有顶升块，所述顶升轴的下端安装在所述顶升块上，所述侧板上设置有沿竖直方向延伸的导轨，所述顶升块滑动连接在所述导轨上。6.如权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：周旺超，黄剑雄，
申请(专利权)人：无锡松瓷机电有限公司，
类型：新型
国别省市：