CN113774482A - 一种拉制大尺寸单晶的水冷系统 - Google Patents

一种拉制大尺寸单晶的水冷系统 Download PDF

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徐志群
孙彬
付明全
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Abstract

本发明提出一种拉制大尺寸单晶的水冷系统,所述蓄水箱位于冷却筒的一侧，所述冷却筒的上下两侧均设有冷却壳体，且冷却壳体上通过连接柱与冷却筒连接，所述冷却筒内的两侧均设有冷却盘管，所述冷却盘管的上下两侧均在冷却壳体内安装有中转管，且中转管上通过管道与冷却盘管连接，所述冷却筒的内侧壁上经过氧化处理，所述蓄水箱的一侧安装有小型水泵，且小型水泵的输入端通过管道与蓄水箱连通，该种拉制大尺寸单晶的水冷系统通过采用上下口径一致的冷却筒设计，相比传统漏斗状的设计，冷却筒的内侧距离晶棒更近，能更有效的吸收晶棒散发出的热量，换热效率更高，同时，冷却筒内侧壁上经过氧化处理，增大了热辐射系数，从而增大吸热量。

Description

一种拉制大尺寸单晶的水冷系统
技术领域
本发明涉及单晶炉领域，尤其涉及一种拉制大尺寸单晶的水冷系统。
背景技术
随着碳达峰，碳中和的提出，国家对新能源的加大投入，光伏发电迎来了巨大的发展时期，在这种背景下，降低单晶生产成本、提高生产效率是各大光伏企业的首要目标，在直拉单晶硅中，提高生产效率主要有减少非有效产出的时间和提高有效产出时的效率，单晶的有效产出时间只有在等径阶段，等径阶段占总时间的一半以上，故缩短等径阶段的时间占比，提高等径阶段的效率主要是通过提高等径生长拉速的方法来实现；
在单晶硅生产中，目前普遍使用的是水冷热屏来进行提高拉晶生长速率，但随着单晶尺寸的增大，提高拉晶速度更困难，以现有的水冷热屏结构，对提升大尺寸单晶的拉速效果有限，效果不明显，因此本发明提出一种拉制大尺寸单晶的水冷系统以解决现有技术中存在的问题。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的在于提出一种拉制大尺寸单晶的水冷系统，该种拉制大尺寸单晶的水冷系统通过采用上下口径一致的冷却筒设计，相比传统漏斗状的设计，冷却筒的内侧距离晶棒更近，能更有效的吸收晶棒散发出的热量，换热效率更高，同时，冷却筒内侧壁上经过氧化处理，增大了热辐射系数，从而增大吸热量，继而可增加晶体结晶的速度，使得单晶生长速率增加，拉晶是单晶生长速度快。
为实现本发明的目的，本发明通过以下技术方案实现：包括冷却筒和蓄水箱，所述蓄水箱位于冷却筒的一侧，所述冷却筒的上下两侧均设有冷却壳体，且冷却壳体上通过连接柱与冷却筒连接，所述冷却筒内的两侧均设有冷却盘管，所述冷却盘管的上下两侧均在冷却壳体内安装有中转管，且中转管上通过管道与冷却盘管连接，所述冷却筒的内侧壁上经过氧化处理；
所述蓄水箱的一侧安装有小型水泵，且小型水泵的输入端通过管道与蓄水箱连通，所述小型水泵的输出端通过管道与上侧的中转管连通，下侧所述中转管上通过管道与蓄水箱连通。
进一步改进在于：所述蓄水箱内安装有金属隔板，所述金属隔板下方的一侧安装有螺旋输水管，且螺旋输水管的下端与下侧管道连通，所述螺旋输水管的上方在金属隔板上设有出水口，且出水口的下方通过管道与螺旋输水管连通。
进一步改进在于：所述螺旋输水管的一侧设有过滤筒，所述过滤筒的上方在金属隔板上安装有进水口，且进水口与过滤筒连接，所述进水口上与上侧的管道连接。
进一步改进在于：所述过滤筒的下方设有转轴，且转轴设有多组，所述转轴与蓄水箱转动连接，且转轴的外侧设有拨动板，所述拨动板均匀设有多组。
进一步改进在于：所述出水口的上方设有引流板，且引流板的下部分呈倾斜设置，所述引流板的两端均与蓄水箱连接。
进一步改进在于：所述蓄水箱上设有透明壳体，且透明壳体位于蓄水箱的下部分，所述透明壳体的上下两端均与蓄水箱密封连接。
进一步改进在于：所述螺旋输水管的外侧设有冷却网筒，所述冷却网筒的上下两端分别与金属隔板和蓄水箱连接。
本发明的有益效果为：该种拉制大尺寸单晶的水冷系统通过采用上下口径一致的冷却筒设计，相比传统漏斗状的设计，冷却筒的内侧距离晶棒更近，能更有效的吸收晶棒散发出的热量，换热效率更高，同时，冷却筒内侧壁上经过氧化处理，增大了热辐射系数，从而增大吸热量，继而可增加晶体结晶的速度，使得单晶生长速率增加，拉晶是单晶生长速度快，同时，在冷却筒的两侧设有冷却盘管，用以提升冷却水经过的速度，来带走更多的热量，而设置的螺旋输水管则延长冷却水经过的速度，使得其热量能够更好的与蓄水箱内的冷却水进行交互，继而达到快速降温的效果。
附图说明
图1是本发明实施例一正视结构示意图。
图2是本发明实施例一冷却盘管正视示意图。
图3是本发明实施例一冷却筒内冷却盘管分布俯视示意图。
图4是本发明实施例一冷却筒立体示意图。
图5是本发明实施例二冷却壳体正视示意图。
其中：1、冷却筒；2、蓄水箱；3、冷却壳体；4、连接柱；5、冷却盘管；6、中转管；7、小型水泵；8、金属隔板；9、螺旋输水管；10、出水口；11、过滤筒；12、进水口；13、转轴；14、拨动板；15、引流板；16、透明壳体；17、冷却网筒；18、环形密封板；19、固定块。
具体实施方式
为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例对本发明做进一步详述，本实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。
实施例一
根据图1-图4所示，本实施例提出了一种拉制大尺寸单晶的水冷系统，包括冷却筒1和蓄水箱2，所述蓄水箱2位于冷却筒1的一侧，所述冷却筒1的上下两侧均设有冷却壳体3，且冷却壳体3上通过连接柱4与冷却筒1连接，冷却壳体3的截面为环形，且其内径与冷却筒1的内径一致，所述冷却筒1内的两侧均设有冷却盘管5，所述冷却盘管5的上下两侧均在冷却壳体3内安装有中转管6，且中转管6上通过管道与冷却盘管5连接，所述冷却筒1的内侧壁上经过氧化处理，通过采用上下口径一致的冷却筒1设计，相比传统漏斗状的设计，冷却筒1的内侧距离晶棒更近，能更有效的吸收晶棒散发出的热量，换热效率更高，同时，冷却筒1内侧壁上经过氧化处理，增大了热辐射系数，从而增大吸热量，继而可增加晶体结晶的速度，使得单晶生长速率增加，拉晶是单晶生长速度快，同时，在冷却筒1的两侧设有冷却盘管5，用以提升冷却水经过的速度，来带走更多的热量；
所述蓄水箱2的一侧安装有小型水泵7，且小型水泵7的输入端通过管道与蓄水箱2连通，所述小型水泵7的输出端通过管道与上侧的中转管6连通，下侧所述中转管6上通过管道与蓄水箱2连通，小型水泵7用于将蓄水箱2内的冷却水输送至上侧的中转管6内，蓄水箱2上是设有进水管道的，其用于灌入冷却水。
所述蓄水箱2内安装有金属隔板8，所述金属隔板8下方的一侧安装有螺旋输水管9，且螺旋输水管9的下端与下侧管道连通，所述螺旋输水管9的上方在金属隔板8上设有出水口10，且出水口10的下方通过管道与螺旋输水管9连通，通过设置的螺旋输水管9则延长冷却水经过的速度，使得其热量能够更好的与蓄水箱2内的冷却水进行交互，继而达到快速降温的效果。
所述螺旋输水管9的一侧设有过滤筒11，所述过滤筒11的上方在金属隔板8上安装有进水口12，且进水口12与过滤筒11连接，所述进水口12上与上侧的管道连接，通过设置的过滤筒11，可以避免蓄水箱2内的异物进入进水口12内，而进水口12是通过上侧的管道与小型水泵7的输入端连接的。
所述过滤筒11的下方设有转轴13，且转轴13设有多组，所述转轴13与蓄水箱2转动连接，且转轴13的外侧设有拨动板14，所述拨动板14均匀设有多组，转轴13是分别通过小型电机驱动的，该小型电机是通过支架与蓄水箱2的外侧进行连接的，通过小型电机驱动转轴13进行转动，转轴13带动拨动板14进行转动，继而可以使得蓄水箱2内的冷却水处于运动的状态，更有利于热量的传递。
所述出水口10的上方设有引流板15，且引流板15的下部分呈倾斜设置，所述引流板15的两端均与蓄水箱2连接，设置的引流板15，其主要的目的是起到缓冲的作用，即对上侧的管道能够起到保护的作用，避免出水口10输出的水流速度过快导致管道出现破损的情况。
所述蓄水箱2上设有透明壳体16，且透明壳体16位于蓄水箱2的下部分，所述透明壳体16的上下两端均与蓄水箱2密封连接，透明壳体16是为了观察蓄水箱2底部的情况，判断是否是有过多的异物等。
所述螺旋输水管9的外侧设有冷却网筒17，所述冷却网筒17的上下两端分别与金属隔板8和蓄水箱2连接，冷却网筒17与冷却筒1起到的作用是一样，用于吸收螺旋输水管9散发的热量。
如图1所示，启动小型水泵7，将蓄水箱2内的冷却水输送至上侧的中转管6内，再分流至两侧的冷却盘管5内，冷却盘管5是具有一定的弧度的，其目的是适应冷却筒1的形状，在冷却水经过的途中，带走冷却筒1吸收的热量，再通过下侧的管道输送进入螺旋输水管9内，而两侧的冷却盘管5可以再一定程度上减少冷却水经过的行程，进入螺旋输水管6内的冷却水，与外部冷却水以及冷却网筒17进行换热，以进行降温，之后再从出水口10输出。
实施例二
根据图5所示，上侧所述冷却壳体3上安装有环形密封板18，所述环形密封板18上设有环形滑槽，且滑行滑槽上滑动连接有固定块19，所述固定块19均匀设有多组，且固定块19上设有开口，工作时，通过设置的多组固定块19，便于与外界设备进行连接，即可以利用固定块19与其上面设置的开口，可以将整个冷却筒1进行吊装，或者是其他方式进行安装，同时，固定块19的位置也是可以进行调整的。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.一种拉制大尺寸单晶的水冷系统，包括冷却筒(1)和蓄水箱(2)，所述蓄水箱(2)位于冷却筒(1)的一侧，其特征在于：所述冷却筒(1)的上下两侧均设有冷却壳体(3)，且冷却壳体(3)上通过连接柱(4)与冷却筒(1)连接，所述冷却筒(1)内的两侧均设有冷却盘管(5)，所述冷却盘管(5)的上下两侧均在冷却壳体(3)内安装有中转管(6)，且中转管(6)上通过管道与冷却盘管(5)连接，所述冷却筒(1)的内侧壁上经过氧化处理；
所述蓄水箱(2)的一侧安装有小型水泵(7)，且小型水泵(7)的输入端通过管道与蓄水箱(2)连通，所述小型水泵(7)的输出端通过管道与上侧的中转管(6)连通，下侧所述中转管(6)上通过管道与蓄水箱(2)连通。
2.根据权利要求1所述的一种拉制大尺寸单晶的水冷系统，其特征在于：所述蓄水箱(2)内安装有金属隔板(8)，所述金属隔板(8)下方的一侧安装有螺旋输水管(9)，且螺旋输水管(9)的下端与下侧管道连通，所述螺旋输水管(9)的上方在金属隔板(8)上设有出水口(10)，且出水口(10)的下方通过管道与螺旋输水管(9)连通。
3.根据权利要求2所述的一种拉制大尺寸单晶的水冷系统，其特征在于：所述螺旋输水管(9)的一侧设有过滤块(11)，所述过滤块(11)的上方在金属隔板(8)上安装有进水口(12)，且进水口(12)与过滤块(11)连接，所述进水口(12)上与上侧的管道连接。
4.根据权利要求3所述的一种拉制大尺寸单晶的水冷系统，其特征在于：所述过滤块(11)的下方设有转轴(13)，且转轴(13)设有多组，所述转轴(13)与蓄水箱(2)转动连接，且转轴(13)的外侧设有拨动板(14)，所述拨动板(14)均匀设有多组。
5.根据权利要求2所述的一种拉制大尺寸单晶的水冷系统，其特征在于：所述出水口(10)的上方设有引流板(15)，且引流板(15)的下部分呈倾斜设置，所述引流板(15)的两端均与蓄水箱(2)连接。
6.根据权利要求1所述的一种拉制大尺寸单晶的水冷系统，其特征在于：所述蓄水箱(2)上设有透明壳体(16)，且透明壳体(16)位于蓄水箱(2)的下部分，所述透明壳体(16)的上下两端均与蓄水箱(2)密封连接。
7.根据权利要求2所述的一种拉制大尺寸单晶的水冷系统，其特征在于：所述螺旋输水管(9)的外侧设有冷却网筒(17)，所述冷却网筒(17)的上下两端分别与金属隔板(8)和蓄水箱(2)连接。
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