CN116005248A - 一种具备吸热器的40吋热场装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具备吸热器的40吋热场装置，包括副室盲板观察窗和炉体，所述副室盲板观察窗外部开设有两组连接孔，且连接孔贯穿副室盲板观察窗两端面，所述副室盲板观察窗左侧连接有插销安装板，且插销安装板设置有两组，所述副室盲板观察窗中部安装有玻璃观察孔，所述副室盲板观察窗右端连接有活动紧箍，所述连接孔内部设置有连接水管，所述炉体内部开设有工作仓，该具备吸热器的40吋热场装置，通过设置换热管进行水冷吸热，能够快速降低炉内温度，通过纯水在换热管内部的流动间接带走炉内的温度，可以防止热场内部石墨件发生自燃的现象，提高了石墨件的热场的整体使用寿命。

Description

一种具备吸热器的40吋热场装置

技术领域

本发明涉及单晶硅生产技术领域，具体为一种具备吸热器的40吋热场装置。

背景技术

直拉法是生产单晶硅棒的最常用方法，主要用到的设备是单晶炉，在单晶硅生产中，目前主流的单晶炉有140炉、160炉型，随着产能的增加，投料量的加大，成本降低，160炉型会成为主流炉型，热场尺寸也由原来的32吋、36吋到现在的40吋热场，未来的40吋热场会逐步代替36吋热场，成为行业内的主流热场；提拉法制备单晶硅的生产过程包括以下工序：拆炉－装料－熔料－引晶－放肩－转肩－等径－收尾－RCZ加料－停炉，其中停炉工序，随着热场的增大，停炉到下一轮拆炉的时间也逐渐延长。

1、现有的工艺中通常采用大氩气来降温，带走的本身热量有限，短时间内无法达到拆炉条件，而现有的热场尺寸不断地增加，通过传统的氩气吹拂加自然冷却所耗费的时间也越来越长，浪费的工时严重，造成炉台产能低；

2、随着热场尺寸的增加，保温毡采用高效毡，层数的增加，炉内的热量也更多，更加集中无法快速散失。采用常规的氩气降温，无法将热场石墨件温度快速带走，拆炉时的温度过高会影响石墨件的使用寿命以及石墨毡自燃情况，所以靠单纯的氩气无法带走炉内大量的热量。

所以我们提出了一种具备吸热器的40吋热场装置，以便于解决上述中提出的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具备吸热器的40吋热场装置，以解决上述背景技术提出的传统的工艺已经无法快速对大尺寸热场进线快速的降温，常规的氩气降温已经无法满足现工艺的需求，且成本较高的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种具备吸热器的40吋热场装置，包括副室盲板观察窗和炉体：

所述副室盲板观察窗外部开设有两组连接孔，且连接孔贯穿副室盲板观察窗两端面；

所述副室盲板观察窗左侧连接有插销安装板，且插销安装板设置有两组，所述副室盲板观察窗中部安装有玻璃观察孔；

所述副室盲板观察窗右端连接有活动紧箍，所述连接孔内部设置有连接水管；

所述炉体内部开设有工作仓，且工作仓内部设置有吸热器顶部护套。

优选的，所述连接水管外侧连接有外部水管，且连接水管与外部水管构成“L”形结构设计。

采用上述技术方案，通过连接孔对连接水管和外部水管进线连接，通过连接水管对吸热器进行供水。

优选的，所述连接孔外围设置有螺栓孔，且螺栓孔以连接孔为中心环形阵列分布，所述连接水管外部连接有固定板，且固定板外部贯穿有固定螺栓，且固定螺栓与螺栓孔螺纹连接构成固定结构。

采用上述技术方案，通过多组螺栓孔的设置，能够与固定板贯穿的固定螺栓进行连接，进而对连接水管的位置进行固定，提高连接水管的稳定性。

优选的，所述吸热器顶部护套上端设置有进水管，且进水管与连接孔连接，所述吸热器顶部护套上端固定连接有吸热器挂钩。

采用上述技术方案，通过吸热器顶部护套对吸热器结构的上端进行防护，且吸热器顶部护套上端连接的吸热器挂钩用于吊起该吸热器。

优选的，所述进水管下端连接有换热管，且换热管呈螺旋状设计，所述换热管末端上方固定连接有球阀。

采用上述技术方案，通过球阀对进水管和换热管进行连接导通，使液体在换热管内部流动。

优选的，所述球阀上端连接有第一转接管，且第一转接管上端连接有第二转接管，所述第二转接管上端连接有出水管，且出水管直径大于第二转接管，并且第二转接管直径大于第一转接管。

采用上述技术方案，通过直径逐渐变大的多组管道与换热管末端进行连接，口径不断变粗，保证水流量大，同时带走的热量更多，使得炉内的温度能够快速降低。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：该具备吸热器的40吋热场装置；

1、通过设置换热管进行水冷吸热，能够快速降低炉内温度，通过纯水在换热管内部的流动间接带走炉内的温度，可以防止热场内部石墨件发生自燃的现象，提高了石墨件的热场的整体使用寿命；

2、因换热管相比较传统的氩气降温速度更快，能够节省停炉到拆炉时间6小时极大地节省了时间，使得单晶炉长晶的有效时间加长，同时停炉的成本更低，直接用纯水代替氩气降温，节约时间，节约氩气成本，使得非硅成本更低。

附图说明

图1为本发明副室盲板观察窗立体结构示意图；

图2为本发明连接水管和固定板结构示意图；

图3为本发明吸热器顶部护套和进水管结构示意图；

图4为本发明炉体剖视结构示意图；

图5为本发明球阀和第一转接管结构示意图。

图中：1、副室盲板观察窗；2、连接孔；3、插销安装板；4、玻璃观察孔；5、活动紧箍；6、螺栓孔；7、连接水管；8、外部水管；9、固定板；10、固定螺栓；11、吸热器顶部护套；12、进水管；13、吸热器挂钩；14、换热管；15、炉体；16、工作仓；17、球阀；18、第一转接管；19、第二转接管；20、出水管；21、副室。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-5，本发明提供一种技术方案：一种具备吸热器的40吋热场装置，包括副室盲板观察窗1和炉体15，副室盲板观察窗1设计为圆环结构，副室盲板观察窗1外部开设有两组连接孔2，且连接孔2贯穿副室盲板观察窗1两端面；副室盲板观察窗1左侧连接有插销安装板3，且插销安装板3设置有两组，副室盲板观察窗1中部安装有玻璃观察孔4；副室盲板观察窗1右端连接有活动紧箍5，连接孔2内部设置有连接水管7，连接水管7实现炉体15内部与外部的水路连接；通过副室盲板观察窗1在热场停炉过后，通过两组连接孔2分别连接进出管，玻璃观察孔4的设置能够实时观察副室内水流量的变化，通过插销安装板3和活动紧箍5对副室盲板观察窗1进行固定安装。

副室盲板观察窗1的整体外周使用密封处理，优选密封橡胶垫，防止在炉台抽空过程中，检漏不过。

炉体15内部开设有工作仓16，工作仓16设于副室21的正下方，所述副室21处装配有至少一个吸热器，所述吸热器挂钩13链接软管，借助副室21内的重锤，可从副室21内下降至加热器外周进行吸热；连接水管7外侧连接有外部水管8，且连接水管7与外部水管8构成“L”形结构设计；连接孔2外围设置有螺栓孔6，且螺栓孔6以连接孔2为中心环形阵列分布，连接水管7外部连接有固定板9，且固定板9外部贯穿有固定螺栓10，且固定螺栓10与螺栓孔6螺纹连接构成固定结构；通过连接水管7贯穿连接孔2内部，再通过固定板9与副室盲板观察窗1进行贴合，然后通过固定螺栓10与螺栓孔6进行螺纹连接，对连接水管7和外部水管8进行固定，通过连接水管7对吸热器主体进行供水。

吸热器顶部护套11上端设置有进水管12，且进水管12与连接孔2连接，吸热器顶部护套11上端固定连接有吸热器挂钩13；进水管12下端连接有换热管14，且换热管14呈螺旋状设计，换热管14末端上方固定连接有球阀17；球阀17上端连接有第一转接管18，且第一转接管18上端连接有第二转接管19，第二转接管19上端连接有出水管20，且出水管20直径大于第二转接管19，并且第二转接管19直径大于第一转接管18，接口的口径具体为出水管20至第二转接管19为3/4转1吋，第二转接管19至第一转接管18为1吋转40mm，接口的口径不断变粗，保证水流量大，同时带走的热量更多，使得炉内的温度能够快速降低；通过吊起吸热器顶部护套11上端的吸热器挂钩13将吸热器整体放置热场内部，通过吸热器安装的换热管14内部的循环纯水，带豆炉内加热器和坩埚附近的热量，使得炉内热量更快散发，加速炉内热交换，换热管14采用316L不锈钢材质，并表面喷涂耐高温导热涂料喷涂，主要有过渡族元素氧化物，氧化锆、硅酸盐等组成，换热管14与进水管12之间、进水管12与连接水管7之间采用304不锈钢软管进行连接。

吸热器的装置所在的循环系统使用纯水进行循环，吸热器的装置的换热管采用316L不锈钢材质，表面喷涂耐高温导热涂料，所述进水管使用304不锈钢软管。

在使用该针对40吋热场吸热器的装置时，通过副室盲板观察窗1在热场停炉过后，通过两组连接孔2分别连接进出管，玻璃观察孔4的设置能够实时观察副室内水流量的变化，通过插销安装板3和活动紧箍5对副室盲板观察窗1进行固定安装；在进行吸热时对原有的副板观察窗进行更换，通过连接水管7贯穿连接孔2内部，再通过固定板9与副室盲板观察窗1进行贴合，然后通过固定螺栓10与螺栓孔6进行螺纹连接，对连接水管7和外部水管8进行固定，通过连接水管7对吸热器主体进行供水，连接水管7通过耐高温软管连接出水管20，出水管20至第二转接管19、第二转接管19至第一转接管18的内口径尺寸转换，逐渐变粗，保证水流量大，同时带走的热量更多，使得炉内的温度能够快速降低，通过副室21中链接软管吊起吸热器顶部护套11上端的吸热器挂钩13将吸热器整体放置热场内部(从副室21放置到工作仓16加热器外周)，并且吸热器挂钩13链接软管，借助副室21内的重锤，可从副室21内下降至加热器外周进行吸热，通过吸热器安装的换热管14内部的循环纯水，带走炉内加热器和坩埚附近的热量，使得炉内热量更快散发，加速炉内热交换。

从而完成一系列工作，本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

该针对40吋热场吸热器的装置，设计可升降的吸热器进行吸热、出水管内径尺寸多次转接改变水流量进行吸热调节，效果显著，在实际应用中：1、通过设置换热管进行水冷吸热，能够快速降低炉内温度，通过纯水在换热管内部的流动间接带走炉内的温度，可以防止热场内部石墨件发生自燃的现象，提高了石墨件的热场的整体使用寿命；2、因换热管相比较传统的氩气降温速度更快，能够节省停炉到拆炉时间6小时极大地节省了时间，使得单晶炉长晶的有效时间加长，同时停炉的成本更低，直接用纯水代替氩气降温，节约时间，节约氩气成本，使得非硅成本更低。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种具备吸热器的40吋热场装置，包括副室盲板观察窗和炉体，其特征在于：

所述副室盲板观察窗设计为圆环结构，其上开设有两组连接孔，且连接孔贯穿副室盲板观察窗前后两端面；

所述副室盲板观察窗左侧连接有插销安装板，且插销安装板设置有两组，所述副室盲板观察窗中部安装有玻璃观察孔；

所述副室盲板观察窗右端连接有活动紧箍，所述连接孔内部设置有连接水管，所述连接水管实现炉体内部与外部的水路连接；

所述炉体内部开设有工作仓，所述工作仓设于副室的正下方，所述副室处装配有至少一个吸热器，所述吸热器可从副室内下降至加热器外周进行吸热。

2.根据权利要求1所述的一种具备吸热器的40吋热场装置，其特征在于：所述连接水管外侧连接有外部水管，且连接水管与外部水管构成“L”形结构设计。

3.根据权利要求1所述的一种具备吸热器的40吋热场装置，其特征在于：所述连接孔外围设置有螺栓孔，且螺栓孔以连接孔为中心环形阵列分布，所述连接水管外部连接有固定板，且固定板外部贯穿有固定螺栓，且固定螺栓与螺栓孔螺纹连接构成固定结构。

4.根据权利要求1所述的一种具备吸热器的40吋热场装置，其特征在于：所述吸热器顶部护套上端设置有进水管，且进水管与连接孔连接，所述吸热器顶部护套上端固定连接有吸热器挂钩。

5.根据权利要求4所述的一种具备吸热器的40吋热场装置，其特征在于：所述进水管下端连接有换热管，且换热管呈螺旋状设计，所述换热管末端上方固定连接有球阀。

6.根据权利要求5所述的一种具备吸热器的40吋热场装置，其特征在于：所述球阀上端连接有第一转接管，且第一转接管上端连接有第二转接管(19)，所述第二转接管上端连接有出水管，且出水管直径大于第二转接管，并且第二转接管直径大于第一转接管。

7.根据权利要求5所述的一种具备吸热器的40吋热场装置，其特征在于：所述吸热器的装置所在的循环系统使用纯水进行循环，吸热器的装置的换热管采用316L不锈钢材质，表面喷涂耐高温导热涂料，所述进水管使用304不锈钢软管。

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