CN209722351U - 一种单晶炉冷却装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种单晶炉冷却装置，单晶炉内设有热屏，单晶炉冷却装置包括冷却部和制冷部，冷却部设于热屏内侧，制冷部包括换热器和循环制冷装置，冷却部的冷介质出口与换热器的热介质入口连接，换热器的热介质出口与循环制冷装置的入口连接，循环制冷装置的出口与冷却部的冷介质入口连接。该单晶炉冷却装置可对加热硅料余热进行利用，将余热用于单晶硅生产中其他需要耗能升温、供热的设备与环境中，减少热污染，同时可将温度升高的冷却剂初步冷却，减少制冷所需能耗。

Description

一种单晶炉冷却装置

技术领域

本实用新型属于单晶炉拉晶设备技术领域，尤其是涉及一种单晶炉冷却装置。

背景技术

单晶炉是半导体技术领域生长重掺硅单晶的常用设备，拉单晶的过程中需要使用冷却装置对单晶炉进行冷却散热，目前单晶炉降温通常在单晶炉内设置冷却结构，使用循环冷却设备循环产生冷却水，并送至冷却结构中对单晶炉中的环境进行降温。经单晶炉后的冷却水，吸收被冷却部分的大量热能，水温升高，因为冷却水需要循环利用，所以在循环过程中需要使用循环制冷设备进行降温，这样一方面使冷却水的热量直接散失到环境中，热利用率低，造成能源的浪费，同时热量散失到环境中，引起环境温度的升高，导致热污染；另一方面要对温度升高的冷却水进行降温也需消耗大量的能源。

发明内容

本实用新型要解决的问题是提供一种单晶炉冷却装置，冷却效果好，且可对冷却单晶炉后获得的热量进行再次利用，热利用率高，能源消耗低。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种单晶炉冷却装置，单晶炉内设有热屏，单晶炉冷却装置包括冷却部和制冷部，冷却部设于热屏内侧，制冷部包括换热器和循环制冷装置，冷却部的冷介质出口与换热器的热介质入口连接，换热器的热介质出口与循环制冷装置的入口连接，循环制冷装置的出口与冷却部的冷介质入口连接。

技术方案中，优选的，换热器为平板式换热器，换热器包括若干平行设置的基板，若干基板的侧边封闭连接，每个基板的四个对角处分别设有一个角孔，基板的上部的两个角孔和下部的两个角孔均分别为一个热介质通孔和一个冷介质通孔，相邻的基板的热介质通孔之间和相邻的基板的冷介质通孔之间密封连接或敞开，且热介质通孔与冷介质通孔的密封连接间隔设置。

技术方案中，优选的，冷却部为设于热屏内侧的换热盘管，换热盘管的入口与循环制冷装置的出口连接，换热盘管的出口与换热器的热介质入口连接。

技术方案中，优选的，换热盘管盘绕形成与热屏的内壁贴合的锥形结构。

技术方案中，优选的，基板上设有若干条人字形波纹。

本实用新型具有的优点和积极效果是：该单晶炉冷却装置可对单晶炉内环境进行散热，且可对加热硅料余热进行利用，将余热用于单晶硅生产中其他需要耗能升温、供热的设备与环境中，减少热污染，同时可将温度升高的冷却剂初步冷却，减少制冷所需能耗；其中换热器使用平板式换热器，换热器的传热系数高，换热效率高，设备投资少，维修费用低，且同等换热量情况下体积更小。

附图说明

图1是本实用新型实施例的单晶炉冷却装置的结构示意图。

图2是本实用新型实施例的单晶炉冷却装置中换热器的结构示意图。

图中：

1、单晶炉 2、热屏 3、冷却部

4、制冷部 5、换热器 6、循环制冷装置

51、基板 52、热介质通孔 53、冷介质通孔

具体实施方式

在使用单晶炉拉单晶的过程中，需要对单晶炉内环境进行冷却降温，通常使用冷却水对单晶炉内环境进行循环降温，经单晶炉后温度升高的冷却水使用循环制冷装置冷却后循环使用，这样会使由单晶炉得到的热量直接散失在环境中，造成余热的浪费和环境的热污染。

为解决这一问题，本实用新型提供了一种单晶炉冷却装置，可对由单晶炉中得到的余热进行回收，提高热利用率。

如图1所示，本实施例所述的一种单晶炉冷却装置，单晶炉1内设有热屏2，单晶炉冷却装置包括冷却部3和制冷部4，冷却部3设于热屏2内侧，制冷部4包括换热器5和循环制冷装置6，冷却部3的冷介质出口与换热器5的热介质入口连接，换热器5的热介质出口与循环制冷装置6的入口连接，循环制冷装置6的出口与冷却部3的冷介质入口连接。

冷却部3可为冷却盘管结构也可以为冷却腔结构，盘管或冷却腔中充满循环流动的冷却介质，冷却介质的流动带走单晶炉热屏的热量，使单晶炉得到降温。换热器5可以为各种类型的换热器，如管板式换热器，平板式换热器等，循环制冷装置6可以为冷却循环水机等。由冷却部3流出的升温后的冷却介质进入换热器5的热介质程，换热器5的冷介质程可以接入单晶生产过程中其他需要加热的液体，使需要加热的液体与由单晶炉流出的冷却介质进行热交换，充分利用冷却介质的余热，提高热利用率，例如在脱胶的过程中，清洗槽中的清洗液需要达到一定的温度，将清洗液接入换热器冷介质程，冷却液的余热使清洗液温度升高，清洗液使冷却液的温度初步降低，一方面可充分利用冷却液中的余热，另一方面使冷却液温度初步降低，减少了对冷却液制冷所需的能耗。

优选的，冷却部3为设于热屏2内侧的换热盘管，换热盘管的入口与循环制冷装置6的出口连接，换热盘管的出口与换热器5的热介质入口连接。冷却介质在换热盘管中循环流动，带走换热盘管附近的热量，换热盘管相对于其他结构的冷区部换热效率更高。更优选的，换热盘管盘绕形成与热屏2的内壁贴合的锥形结构。

其中，换热器5可选平板式换热器、翅片式换热器或管壳式换热器等，优选的，换热器5选择平板式换热器，换热器5包括若干平行设置的基板51，若干基板51的侧边封闭连接，每个基板51的四个对角处分别设有一个角孔，基板51的上部的两个角孔和下部的两个角孔均分别为一个热介质通孔52和一个冷介质通孔53，相邻的基板的热介质通孔之间和相邻的基板的冷介质通孔之间密封连接或敞开，且热介质通孔52与冷介质通孔53的密封连接间隔设置。如图2所示，相邻的基板51的侧边焊接密封连接，基板51的四个角处各设一个角孔，且各基板上角孔一致为上部左边为冷介质通孔，上部右边为热介质通孔，下部左边为热介质通孔，下部右边为冷介质通孔，第一个基板的冷介质通孔与第二个基板的冷介质通孔封闭连接，第一个基板的热介质通孔和第二个基板的热介质通孔之间敞开，与两基板之间的空间形成连通空间，第二基板的冷介质通孔与第三基板的冷介质通孔封闭连接，第二基板的热介质通孔与第三基板的热介质通孔之间敞开，与两基板之间的空间形成连通空间，后序基板上的通孔依此形式依此设置，进行换热的冷、热介质间隔在相邻基板形成的空间中流动，进行换热，由于相邻基板之间间隔小，单位体积内其换热面积大，使其换热系数高，换热效率高，且平板式换热器设备投资小，维修费用低，同等换热量的情况下，其体积仅为其他类型换热器的50％-60％，节约空间。

更优选的，各基板51上还设有若干条人字形波纹，波纹一方面可提高基板的机械强度，提高其抗压能力，另一方面可进一步增加换热面积，提高换热效率。

本实施例所述的一种单晶炉冷却装置，可对单晶炉内环境进行散热，且可对加热硅料余热进行利用，将余热用于单晶硅生产中其他需要耗能升温、供热的设备与环境中，减少热污染，同时可将温度升高的冷却剂初步冷却，减少制冷所需能耗；其中换热器使用平板式换热器，换热器的传热系数高，换热效率高，设备投资少，维修费用低，且同等换热量情况下体积更小。

以上对本实用新型的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。

Claims (5)

1.一种单晶炉冷却装置，单晶炉内设有热屏，其特征在于：所述单晶炉冷却装置包括冷却部和制冷部，所述冷却部设于所述热屏内侧，所述制冷部包括换热器和循环制冷装置，所述冷却部的冷介质出口与所述换热器的热介质入口连接，所述换热器的热介质出口与所述循环制冷装置的入口连接，所述循环制冷装置的出口与所述冷却部的冷介质入口连接。

2.根据权利要求1所述的单晶炉冷却装置，其特征在于：所述换热器为平板式换热器，所述换热器包括若干平行设置的基板，若干所述基板的侧边封闭连接，每个所述基板的四个对角处分别设有一个角孔，所述基板的上部的两个角孔和下部的两个角孔均分别为一个热介质通孔和一个冷介质通孔，相邻的基板的热介质通孔之间和相邻的基板的冷介质通孔之间密封连接或敞开，且所述热介质通孔与所述冷介质通孔的密封连接间隔设置。

3.根据权利要求1或2所述的单晶炉冷却装置，其特征在于：所述冷却部为设于所述热屏内侧的换热盘管，所述换热盘管的入口与所述循环制冷装置的出口连接，所述换热盘管的出口与所述换热器的热介质入口连接。

4.根据权利要求3所述的单晶炉冷却装置，其特征在于：所述换热盘管盘绕形成与所述热屏的内壁贴合的锥形结构。

5.根据权利要求2所述的单晶炉冷却装置，其特征在于：所述基板上设有若干条人字形波纹。