CN212713835U - 一种用于单晶生产的高拉速水冷屏 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于单晶生产的高拉速水冷屏，包括中部上下贯穿的筒体、位于筒体筒壁中的冷却水水道、以及连接于筒体顶部一侧的进水管管道和连接于筒体顶部另一侧的出水管管道；所述进水管管道、筒体筒壁中的冷却水水道、以及出水管管道依次连通；所述筒体的筒壁包括外壁和内壁，冷却水水道设置于外壁和内壁之间；所述内壁为具有凹凸褶皱的折面。通过筒体内壁折面设计可有效增大散热面积，折面结构增大了水冷屏腔体，进一步增加该水冷屏对于晶棒的冷却效果，实现等径拉速的提高。内壁折面高度及角度的特殊设计可防止水冷屏内壁遮挡CCD及观察窗测径，同时折面向内延伸更加靠近晶棒增加冷却效果。

Description

一种用于单晶生产的高拉速水冷屏

技术领域

本实用新型属于单晶领域，具体涉及一种用于单晶生产的高拉速水冷屏。

背景技术

随着单晶行业竞争日趋激烈，只有不断提高单小时产出才能立于不败之地。而等径工序在整炉运行时间中占比70％以上，因此提高等径拉速可有效压缩等径时间提高单产。目前行业内利用水冷屏来提高等径拉速已普遍推广。现有各厂家所使用的水冷屏均采用中空金属腔体，内部通入冷却水。这样的结构可保证水冷屏所包围的内部空间处于低温区，从而对晶棒进行冷却，增大晶体生长纵向温度梯度。实现提高等径拉速的目的。现有水冷屏内壁为环形光滑曲面结构，其目的是便于导流同时可防止表面附着硅渣影响成晶。此结构的设计也导致了其散热面积较小。在加上需要考虑CCD相机捕捉直径及操作人员测量直径的需求，因此水冷屏内壁直径通常较大，距离晶棒较远。上述因素导致现有水冷屏对晶棒的冷却效果极其有限，晶体生长的等径拉速继续提高已达到瓶颈。为此设计一种可有效对晶棒进行充分冷却的水冷屏。实现等径拉速的不断提高，增加单小时产出，增加行业竞争力。现有水冷屏水冷腔体小，散热面积小冷却效果较差；水冷屏内壁距离晶棒较远，无法对晶棒进行有效冷却，提升等径拉速已达到瓶颈。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种可有效对晶棒进行充分冷却的水冷屏，实现等径拉速的不断提高，增加单小时产出。

为了实现上述目的，本实用新型采取的技术方案如下：

一种用于单晶生产的高拉速水冷屏，包括中部上下贯穿的筒体、位于筒体筒壁中的冷却水水道、以及连接于筒体顶部一侧的进水管管道和连接于筒体顶部另一侧的出水管管道；所述进水管管道、筒体筒壁中的冷却水水道、以及出水管管道依次连通；

所述筒体的筒壁包括外壁和内壁，冷却水水道设置于外壁和内壁之间；所述内壁为具有凹凸褶皱的折面。

优选地，所述内壁上凹凸褶皱的折面沿纵向依次设置，且指向下方的同一圆心。

具体地，所述冷却水水道为多层上下连通的环形管道，进水管管道自筒体顶部与冷却水水道连通，经环形管道流向下一层，直至筒体底部，再通过向上的环形管道与筒体顶部另一侧的出水管管道连通。

优选地，所述冷却水水道包括位于筒体筒壁顶部和底部的圆环形管道，以及位于中部的半圆环形管道；圆环形管道和半圆环形管道的两侧分别设置连接上下管道的连通口；同一高度的两条半圆环形管道一条用于进水，另一条用于出水。

或者，所述冷却水水道为螺旋管道，进水管管道自筒体顶部与冷却水水道连通，冷却水水道螺旋向下，直至筒体底部，再螺旋向上，与筒体顶部另一侧的出水管管道连通。

优选地，所述内壁上凹凸褶皱的折面角度为45～60°。

有益效果：

本实用新型用于单晶生产的高拉速水冷屏通过筒体内壁折面设计可有效增大散热面积，折面结构增大了水冷屏腔体，进一步增加该水冷屏对于晶棒的冷却效果，实现等径拉速的提高。内壁折面高度及角度的特殊设计可防止水冷屏内壁遮挡CCD及观察窗测径，同时折面向内延伸更加靠近晶棒增加冷却效果。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做更进一步的具体说明，本实用新型的上述和/或其他方面的优点将会变得更加清楚。

图1为该用于单晶生产的高拉速水冷屏的剖面图。

图2为该用于单晶生产的高拉速水冷屏的俯视图。

图3为该用于单晶生产的高拉速水冷屏筒壁内冷却水水道示意图。

其中，各附图标记分别代表：1筒体；11外壁；12内壁；2冷却水水道；21圆环形管道；22半圆环形管道；3进水管管道；4出水管管道。

具体实施方式

根据下述实施例，可以更好地理解本实用新型。

说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“前”、“后”、“中间”等用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

如图1所示，该用于单晶生产的高拉速水冷屏包括中部上下贯穿的筒体1、位于筒体1筒壁中的冷却水水道2、以及连接于筒体1顶部一侧的进水管管道3和连接于筒体 1顶部另一侧的出水管管道4；所述进水管管道3、筒体1筒壁中的冷却水水道2、以及出水管管道4依次连通。

其中，筒体1的筒壁包括外壁11和内壁12，冷却水水道2设置于外壁11和内壁 12之间；所述内壁12为具有凹凸褶皱的折面。内壁12上凹凸褶皱的折面沿纵向依次设置，且指向下方的同一圆心。凹凸褶皱的凸点更加靠近晶棒便于对晶棒进行冷却，凹点处便于CCD相机及观察窗测量晶棒直径，折面高度及角度根据炉型的不同进行调整防止水冷屏内壁遮挡CCD及观察窗测径。因此该水冷屏在保证稳定成晶的前提下可对晶棒进行更加充分的降温，增大晶体生长纵向温度梯度，实现提高等径拉速的目的。所拉制的晶棒尺寸在215-250mm之间，该水冷屏下口凹点直径在300-310mm，凸点直径在270-290mm，冷却水管外径在45mm左右，内径在32mm左右。水冷屏筒体1外径在500-550mm，可根据炉型的不同进行调整。

如图3所示，冷却水水道2为多层上下连通的环形管道，进水管管道3自筒体1 顶部与冷却水水道2连通，经环形管道流向下一层，直至筒体1底部，再通过向上的环形管道与筒体1顶部另一侧的出水管管道4连通。冷却水水道2包括位于筒体1筒壁顶部和底部的圆环形管道21，以及位于中部的半圆环形管道22；圆环形管道21和半圆环形管道22的两侧分别设置连接上下管道的连通口；同一高度的两条半圆环形管道22一条用于进水，另一条用于出水。

当然，冷却水水道2也可以设置为常规的螺旋管道，进水管管道3自筒体1顶部与冷却水水道2连通，冷却水水道2螺旋向下，直至筒体1底部，再螺旋向上，与筒体1顶部另一侧的出水管管道4连通，此处不再示意。

该水冷屏上端的两根竖杆管口与外部冷却水管相连接，竖杆的上端有螺纹与单晶炉炉盖上安装的提升机构相连接，可实现水冷屏的升降。单晶炉外导及内导通过挂钩悬挂在水冷屏的两根横杆处，拉晶时通过提升水冷屏便可实现水冷屏及导流筒整体的上升下降，拉晶时下降至下限，水冷屏抵近液面对晶棒进行冷却。增加晶棒纵向温度梯度为晶体生长提供动力。

本实用新型提供了一种用于单晶生产的高拉速水冷屏的思路及方法，具体实现该技术方案的方法和途径很多，以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。

Claims (6)

1.一种用于单晶生产的高拉速水冷屏，其特征在于，包括中部上下贯穿的筒体(1)、位于筒体(1)筒壁中的冷却水水道(2)、以及连接于筒体(1)顶部一侧的进水管管道(3)和连接于筒体(1)顶部另一侧的出水管管道(4)；所述进水管管道(3)、筒体(1)筒壁中的冷却水水道(2)、以及出水管管道(4)依次连通；

所述筒体(1)的筒壁包括外壁(11)和内壁(12)，冷却水水道(2)设置于外壁(11)和内壁(12)之间；所述内壁(12)为具有凹凸褶皱的折面。

2.根据权利要求1所述的用于单晶生产的高拉速水冷屏，其特征在于，所述内壁(12)上凹凸褶皱的折面沿纵向依次设置，且指向下方的同一圆心。

3.根据权利要求2所述的用于单晶生产的高拉速水冷屏，其特征在于，所述冷却水水道(2)为多层上下连通的环形管道，进水管管道(3)自筒体(1)顶部与冷却水水道(2)连通，经环形管道流向下一层，直至筒体(1)底部，再通过向上的环形管道与筒体(1)顶部另一侧的出水管管道(4)连通。

4.根据权利要求3所述的用于单晶生产的高拉速水冷屏，其特征在于，所述冷却水水道(2)包括位于筒体(1)筒壁顶部和底部的圆环形管道(21)，以及位于中部的半圆环形管道(22)；圆环形管道(21)和半圆环形管道(22)的两侧分别设置连接上下管道的连通口；同一高度的两条半圆环形管道(22)一条用于进水，另一条用于出水。

5.根据权利要求2所述的用于单晶生产的高拉速水冷屏，其特征在于，所述冷却水水道(2)为螺旋管道，进水管管道(3)自筒体(1)顶部与冷却水水道(2)连通，冷却水水道(2)螺旋向下，直至筒体(1)底部，再螺旋向上，与筒体(1)顶部另一侧的出水管管道(4)连通。

6.根据权利要求2所述的用于单晶生产的高拉速水冷屏，其特征在于，所述内壁(12)上凹凸褶皱的折面角度为45～60°。

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