KR101523504B1

KR101523504B1 - 수냉튜브를 이용한 잉곳성장장치의 차열부재 냉각장치

Info

Publication number: KR101523504B1
Application number: KR1020140035219A
Authority: KR
Inventors: 박진섭; 정재학; 김진노; 이경석; 이성호; 이재식; 권기환
Original assignee: (주)에스테크
Priority date: 2014-03-26
Filing date: 2014-03-26
Publication date: 2015-05-28
Also published as: WO2015147367A1

Abstract

본 발명은 수냉튜브를 이용한 잉곳성장장치의 차열부재(Heat Shield) 냉각장치에 관한 것으로, 잉곳성장장치의 도가니 상부에 설치되는 차열부재, 상기 차열부재 표면에 면접촉되고 냉각수가 강제 순환되는 냉각장치의 수냉튜브를 포함하며, 차열부재는, 내열성과 열전도 특성이 우수한 그라파이터(Graphite)로 인너 커버와 외부 커버를 구성하고, 상기 인너 커버와 외부 커버 사이에 단열재를 설치하여 잉곳(S)으로 부터 복사되는 고온의 열에너지를 효과적으로 방출시킬 수 있도록 함 잉곳 인상속도가 단축되어 생산성(수율)이 크게 향상되도록 한 것이다.

Description

수냉튜브를 이용한 잉곳성장장치의 차열부재 냉각장치{HEAT SHIELD COOLING APPARATUS FOR INGOT GROWER USING WATER COOLED TUBE}

본 발명은 수냉튜브를 이용한 잉곳성장장치의 차열부재(Heat Shield) 냉각장치에 관한 것으로, 상세하게는 잉곳성장장치의 도가니 상부(Hot Zone)에 설치되는 차열부재를 이중구조로 구성하고, 차열부재 표면에 냉각수가 강제 순환되는 수냉튜브를 접촉시켜 차열부재가 효율적으로 냉각되게 함으로써 잉곳 인상속도가 단축되어 생산성(수율)이 크게 향상되도록 한 것이다.

일반적으로 초크랄스키(Czochralski) 결정 성장법에 의한 잉곳(Ingot) 성장장치는, 실리콘 잉곳 성장로(이하 '성장로'라 함), 예컨대 핫죤(Hot Zone) 영역에 설치되는 도가니(Crucible)에 폴리 실리콘(또는 갈륨비소 등)과 불순물(Dopant) 등의 고체 원료를 투입(공급)하고 전열히터로 가열 및 용융시켜 실리콘 융액(Hot Melt)을 만든 다음, 단결정 시드(seed)를 실리콘 융액에 접촉시켜 서서히 인상시키면 소정 길이와 소정 직경의 실리콘 잉곳(Ingot)이 얻어진다.

상기 실리콘 잉곳의 성장 공정을 살펴보면, 폴리 실리콘과 도펀트(Dopant)를 석영 도가니에 충전하는 스택킹(Stacking) → 성장로를 고진공으로 유지하는 진공(Vacuum) → 폴리 실리콘을 용융시키는 멜팅(Melting) → 멜트에 시드를 접촉시키는 딥핑(Dipping) → 결함이 발생하지 않도록 직경을 최대한 줄이면서 인상시키는 넥킹(Necking) → 잉곳의 직경을 성장시키는 숄더링(Shouldering) → 잉곳의 길이를 성장시키는 바디 그로스(Body Growth) → 잉곳의 직경을 감소시키는 테일링(Tailing) → 잉곳을 냉각시키는 쿨링(Cool Down) 등의 여러 공정을 거쳐 실리콘 잉곳(Ingot)이 성장된다.

한편, 초크랄스키(Czochralski) 결정 성장법으로 실리콘 단결정을 성장시킬 때 성장하는 잉곳의 냉각속도를 향상시킴으로써 생산성을 높이고 수율을 안정시키고자 하는 많은 시도가 있었다.

예컨대, 성장 중인 잉곳으로 부터 복사되는 열에너지를 효율적으로 방출시키는 방법에 몰두하여 수냉자켓을 잉곳 주변에 설치하거나, 냉각효율이 우수한 재질로 차열부재(Heat Shield)를 구성하거나, 또는 차열부재(Heat Shield)에 냉각 구조물을 장착시키는 등의 다양한 방법이나 수단을 안출하였으나, 잉곳으로 부터 복사되는 열에너지를 효율적으로 방출시키지 못하기는 마찬가지 였으며, 대부분 고온 환경에 적합하지 않는 방법들이어서 오히려 잉곳이 오염되거나 냉각수가 누출되거나, 기타 여러 문제들이 발생하는 문제점이 있었다.

대한민국 등록특허공보 제10-0958522호(발명의 명칭: 고속 인상이 가능한 단결정 잉곳 성장 방법 및 장치와 이를 위한 냉각관, 2010. 05. 19. 특허공고) 대한민국 등록특허공보 제10-0932403호(발명의 명칭: 실리콘 잉곳 성장장치용 냉각 자켓 제조방법, 2009. 12. 15. 특허공고) 대한민국 등록특허공보 제10-0947835호(발명의 명칭: 실리콘 잉곳 제조장치에 사용되는 냉각 제어 시스템 및 수냉로드, 2010. 03. 18. 특허공고)

본 발명은, 잉곳성장장치의 도가니 상부에 설치되는 차열부재 표면에 냉각수가 강제 순환되는 수냉튜브(또는 수냉각 자켓)을 면접촉시켜 차열부재 냉각되도록 함으로써 잉곳 인상속도가 단축되어 생산성과 수율이 크게 향상되는 수냉튜브를 이용한 잉곳성장장치의 차열부재 냉각장치를 제공함에 특징이 있다.

본 발명의 다른 목적은 차열부재를 이중구조로 구성하여 잉곳 인상속도가 단축되고 생산성과 수율이 크게 향상되도록 함을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 목적은 차열부재의 상부면에 냉각수가 강제 순환되는 수냉튜브(또는 수냉각 자켓)을 면접촉시켜 차열부재 효율적으로 냉각되도록 함을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 목적은 차열부재와의 접촉면적을 크게 하기 위하여 수냉튜브의 단면 형상을 사각, 원, 타원, 기타의 모양으로 형성할 수 있으며 수냉튜브와 접촉되는 차열부재의 접촉 부분 형상도 수냉 튜브 모양에 맞게 형성함을 특징으로 한다.

본 발명 수냉튜브를 이용한 잉곳성장장치의 차열부재 냉각장치는, 잉곳성장장치의 도가니 상부에 설치되는 차열부재, 상기 차열부재 표면에 면접촉되고 냉각수가 강제 순환되는 냉각장치의 수냉튜브를 포함할 수 있다.

상기 차열부재는, 내열성과 열전도 특성이 우수한 그라파이트(Graphite) 만으로 형성될 수 있으며, 그라파이트(Graphite)로 인너 커버 및 외부 커버를 구성하고, 인너 커버와 외부 커버 사이에 단열재를 설치하여 잉곳(S)으로 부터 복사되는 고온의 열에너지를 효과적으로 방출시킬 수 있도록 구성할 수도 있다.

상기 단열재는 카본펠트 일 수 있다.

상기 냉각 장치의 수냉튜브는, 차열부재의 승강 수단에 설치되어 차열부재 승강수단을 따라 승강하도록 구성할 수 있다.

상기 냉각장치는, 인너 커버(41)의 표면, 이를테면 인너 커버(41)의 상부면(46)에 얹혀 면접촉되거나, 인너 커버(41)의 상부면(46)에 형성된 수용홈(46a)에 면접촉하도록 중공(23)이 형성된 원형관 구조의 수냉튜브(21), 냉각수(W)가 순환할 수 있도록 수냉튜브(21) 내부에 형성되는 순환로(22), 수냉튜브(21)의 외주연 양측으로 돌출되는 고정부(25), 양측 승강봉(61)의 하단부에 각각 끼워져 고정되는 지지부(24), 고정부(25)와 지지부(24)를 연결하는 연결부재(26), 양측 승강봉(61)의 길이방향 내부에 각각 형성되는 유수공(67), 양측 유수공(67) 하부와 순환로(22)를 각각 연결하는 플렉시블관(50), 양측 승강봉(61)의 유수공(67) 상부를 연결하는 순환관(34)(38), 순환관(34)(38) 사이에 연결되는 냉각수단(35)과 순환펌프(36)를 포함할 수 있다.

상기 플렉시블관은 니플에 의해 양측 유수공과 순환로에 연결될 수 있다.

상기 순환관에 냉각수(W)의 온도를 감지하여 냉각수단이 제어되게 하는 온도센서를 더 포함할 수 있다.

상기 수냉튜브의 단면 형상은 원형이거나 타원형이거나, 사각형 중 어느 하나일 수 있다.

상기 수냉튜브의 냉각수(W) 유입부분과 유출부분에 각각 설치되는 격리판을 더 포함할 수 있다.

본 발명은 잉곳성장장치의 도가니 상부(Hot Zone)에 설치되는 차열부재를 이중구조로 구성하고, 차열부재 표면에 냉각수가 강제 순환되는 수냉튜브를 접촉시켜 차열부재가 효율적으로 냉각되게 함으로써 잉곳 인상속도가 단축되어 생산성(수율)이 크게 향상되는 효과가 있다.

본 발명은 냉각수(W)가 순환펌프(36)에 의해 강제순환되면서 면접촉하고 있는 인너 커버(41)의 고열을 흡수하게 되므로 차열부재(4)가 10~100℃ 정도 더 냉각되며, 잉곳(S) 인상시간을 10~30% 줄일 수 있어서 생산성이 크게 향상되며, 인상시간을 포함한 전체 공정 시간 또한 약 5~10% 단축시킬 수 있는 효과가 있다.

본 발명은 구성이 간단하여 제작과 설치 및 유지보수 용이하고, 저렴한 비용으로 운용할 수 있는 효과가 있다.

본 발명은 수냉튜브(21)의 연결부재(26) 양단이 고정부(25)와 지지부(24)에 핀(27)(28)으로 각각 연결되어 있어서 위치(인너 커버(41)와의 접촉면)를 이탈하지 않으면서 인너 커버(41)와의 확실한 접촉면적이 달성되는 효과가 있다.

본 발명 냉각장치(20)는 차열부재 승강수단(6)에 설치되므로 차열부재 승강수단(6)에 의해 차열부재(4)를 따라 같이 상승하거나 하강하는 효과가 있다.

본 발명 냉각장치(20)는 인너 커버(41) 상부면(46)에 얹혀 설치되거나 수용홈(46a)에 수용 설치되므로 잉곳(S) 성장시 직경 제어장치의 시야 확보에 영향을 주거나 간섭하지 않는 효과가 있다.

본 발명 냉각장치(20)는 차열부재(4) 상부에 위치하므로 멜트(M)와의 거리가 상당히 이격되어 있어서 고온환경을 피할 수 있고, 이에 따라 누수가능성이 거의 없으며, 수냉관(5) 바깥쪽에 설치됨으로써 성장하는 잉곳의 오염을 방지할 수 있는 효과가 있다.

본 발명 수냉튜브(21)는 그라파이트(graphite)로 제작되는 인너 커버(41)에 접촉되어 강제 순환하는 냉각수(W)에 의해 열방출이 일어나면서 잉곳(S)으로부터 복사되는 열에너지의 흡수 및 방출 효과가 높아 잉곳(S) 냉각 효율이 크게 향상되는 등의 효과가 있는 매우 유용한 발명이다.

도 1 : 본 발명 일 예로 도시한 냉각장치의 단면 구성도.
도 2 : 본 발명 일 예로 도시한 차열부재 단면도.
도 3 : 본 발명 일 예로 도시한 냉각장치의 평단면도.
도 4 : 본 발명 일 예로 도시한 냉각장치의 횡단면도.
도 5 : 본 발명 일 예로 도시한 냉각장치의 냉각수(W) 순환 상태 평단면도.
도 6 : 본 발명 다른 예로 도시한 냉각장치의 냉각수(W) 순환 상태 평단면도.
도 7 : 본 발명 일 예로 도시한 차열부재 상승 상태 단면도.
도 8 : 본 발명 다른 예로 도시한 차열부재 상승 상태 단면도.
도 9 : 본 발명 다른 예로 도시한 수냉튜브 수용홈 단면도.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예들을 첨부한 도면에 따라 상세히 설명하고자 한다. 본 발명의 실시 예들을 설명함에 있어 도면들 중 동일한 구성 요소들은 가능한 한 동일 부호로 기재하고, 관련된 공지구성이나 기능에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지가 모호해지지 않도록 생략하며, 또한, 첨부된 도면에 표현된 사항들은 본 발명의 실시 예들을 쉽게 설명하기 위해 도식화된 도면으로 실제로 구현되는 형태와 상이할 수 있다.

본 발명은, 잉곳성장장치의 도가니 상부에 설치되는 차열부재(Heat Shield)의 표면이나 상부면에 냉각수가 강제 순환되는 수냉튜브를 면접촉시켜 차열부재가 냉각되도록 함으로써 잉곳 인상속도가 크게 단축된다.

도 1은 본 발명 일 예로 도시한 초크랄스키(Czochralski) 결정 성장법에 의한 잉곳성장장치의 구성도로, 도가니(1)가 내부에 설치되는 메인챔버(2)와, 메인챔버(2) 상부에 설치되는 돔챔버(3)와, 돔챔버(3) 상부에 설치되는 풀챔버(도시안됨)와, 돔챔버(3)와 풀챔버를 상하로 이동시키는 승강수단(6)과, 실리콘 잉곳을 적정 속도로 인상시키는 인상수단(도시안됨)과, 도가니(1) 상부의 핫죤(Hot Zone)에 설치되는 차열부재(4) 및 수냉관(5)과, 차열부재(4)를 승강 이동시키는 차열부재 승강수단(6)과, 도가니(1) 바깥에 빙둘러 설치되는 전열히터(7)와, 전열히터(7) 바깥에 설치되는 열쉴드(8)와, 도가니 받침대(9) 저부에 설치되는 페데스탈(Pedestal)(10)과 구동축(11) 및 구동수단(12)과, 메인챔버(2) 하부의 배기관(13)에 설치되는 필터(14)와 진공펌프(15) 및 전원부와, 냉각장치와 제어기 등으로 구성되며, 본 발명에서는 내열성과 열전도 특성이 우수한 그라파이터(Graphite)를 이용하여 차열부재(4)를 이중구조로 구성함으로써 잉곳(S)으로 부터 복사되는 고온의 열에너지가 효과적으로 방출되며, 차열부재(4) 표면에 냉각수가 강제 순환되는 냉각장치(20)의 수냉튜브(21)를 설치하여 차열부재(4)가 보다 효율적으로 냉각되도록 함으로써 잉곳(S) 인상속도가 크게 단축되고 생산성(수율) 또한 크게 향상된다.

도 2는 일 예로 도시한 본 발명 차열부재(4)의 단면 구성도로, 잉곳(S)으로 부터 복사되는 고온의 열에너지를 효과적으로 방출시킬 수 있도록 이중구조로 구성된다.

상기 차열부재(4)는, 내열성과 열전도 특성이 우수한 그라파이트(Graphite) 만으로 형성될 수 있으며, 그라파이트(Graphite)로 인너 커버 및 외부 커버를 구성하고, 인너 커버와 외부 커버 사이에 단열재를 설치하여 잉곳(S)으로 부터 복사되는 고온의 열에너지를 효과적으로 방출시킬 수 있도록 구성할 수도 있다.

또한 상기 차열부재(4)는, 내열성과 열전도 특성이 우수한 그라파이터(Graphite)로 인너 커버(inner shield)(41)와 외부 커버(outer shield)(42)가 구성되고, 상기 인너 커버(41)와 외부 커버(42) 사이에 단열재(43), 이를테면 카본펠트가 결합되거나 충진된 구성으로, 잉곳(S)으로 부터 복사되는 고온의 열에너지가 효과적으로 방출되며, 상하부 중앙에는 잉곳(S)이 성장 및 인상될 수 있도록 개방부(44)(45)가 각각 형성되고, 상부 양측에는 외향 고정부(47)가 구성되어 차열부재 승강수단(6)의 승강봉(61)에 연결되어 멜팅(Melting)이나 폴리 실리콘을 보충하거나 필요에 의해 상승 또는 하강하게 된다.

상기 차열부재 승강수단(6)은, 돔챔버(3) 양측 상부에 구성되는 승강포트(31)와, 승강포트(31)의 수직공에 설치되는 실링부재(32)와, 실링부재(32)에 승강 이동할 수 있도록 결합되는 승강봉(61)과, 승강봉(61)의 상단부에 설치되는 볼부쉬(62)와, 볼부쉬(62)에 체결되는 볼스크류(64)와, 볼스크류(64)의 상하단부를 각각 지지하는 상하부 축부재(65)(63)와, 상부 축부재(65)에 고정되고, 볼스크류(64)의 상단부에 축연결되는 모터(66)와, 승강봉(61) 하단부에 체결부재(48)로 고정되는 차열부재(4)의 고정부(47)로 구성되어 모터(66)의 정회전 또는 역회전 상태에 따라 볼스크류(64)가 정/역 회전하면 승강봉(61) 또한 상승 또는 하강하게 되므로, 승강봉(61) 하단부에 고정된 차열부재(4) 또한 상승 또는 하강 이동하게된다. 상기 상하부 축부재(65)(63)는 승강포트(31)의 상부면 또는 돔챔버(3) 일단에 고정되며, 실링부재(32)는 챔버 내부의 기밀(진공)을 유지하면서 승강봉(61)의 승강 이동을 안내하게 된다.

상기 차열부재(4)는 멜팅(Melting)이나 폴리실리콘을 투입할 때 차열부재 승강수단(6)에 의해 상승하게 되며, 잉곳이 성장할 때에는 하강하게 된다.

본 발명은 차열부재(4)의 인너 커버(41) 표면, 바람직하게는 인너 커버(41)의 상부면에 냉각장치(20)의 수냉튜브(21)가 접촉시켜 열방출 효과가 크게 향상된다.

상기 냉각장치(20)는, 원형구조의 인너 커버(41) 표면, 예컨대 인너 커버(41)의 상부면(46)에 얹혀 면접촉되거나, 또는 인너 커버(41)의 상부면(46)에 요입 형성된 수용홈(46a)에 수용되어 면접촉될 수 있도록 중공(23)이 형성된 원형관 구조의 수냉튜브(21)와, 냉각수(W)가 순환할 수 있도록 수냉튜브(21) 내부에 형성되는 순환로(22)와, 수냉튜브(21)의 외주연 양측으로 돌출되는 고정부(25)와, 양측 승강봉(61)의 하단부에 각각 끼워져 고정되는 지지부(24)와, 고정부(25)와 지지부(24)를 연결하는 연결부재(26)와, 양측 승강봉(61)의 길이방향 내부에 각각 형성되는 유수공(67)과, 양측 유수공(67) 하부와 순환로(22)를 각각 연결하는 플렉시블관(50)과, 양측 승강봉(61)의 유수공(67) 상부를 연결하는 순환관(34)(38) 사이에는 냉각수단(35)과 순환펌프(36)가 연결되며, 따라서 냉각수(W)가 순환펌프(36)에 의해 강제순환되면서 면접촉하고 있는 인너 커버(41)의 고열을 흡수하게 되므로 차열부재(4)가 10~100℃ 정도 더 냉각되며, 잉곳(S) 인상시간을 10~30% 줄일 수 있어서 생산성(수율)이 크게 향상되며, 인상시간을 포함한 전체 공정 시간 또한 약 5~10% 단축시킬 수 있게 된다.

상기 플렉시블관(50)은 니플(51)(53)을 이용하여 양측 유수공(67)과 순환로(22)에 연결될 수 있다.

상기 냉각수(W) 순환관(38)에는 냉각수(W)의 온도를 감지하여 냉각수단(35)이 제어되게 하는 온도센서(37)를 더 포함할 수 있다.

상기 온도센서(37)에 의해 감지된 강제 순환 냉각수(W)의 온도는 냉각수단(35)으로 입력되며, 냉각수단(35)은 온도센서(37)로부터 입력되는 온도값이 설정된 온도값을 초과하는 경우 냉각 동작하면서 강제 냉각수(W)의 수온을 설정온도 범위로 유지하게 된다.

상기 냉각장치(20)의 수냉튜브(21)의 단면 형상은 도 1, 도 4, 도 7과 같이 원형이나 타원형이나 다각형 등으로 구성할 수 있으며, 도 8과 같이 수냉튜브(21a)의 단면 형상을 사각형상으로 구성하여 인너 커버(41)와의 접촉면적을 확장함으로써 냉각효율이 보다 향상시키도록 함이 바람직하다.

상기 냉각장치(20)의 수냉튜브(21)의 단면 형상이 원형, 타원형 다각형 등인 경우, 도 9에 예시한 바와 같이 수냉튜브(21)가 접촉하는 차열부재(4)의 상부면(46)에 같은 형상의 수용홈(46a)을 형성하여 수용되게 함으로써 인너 커버(41)와의 접촉면적이 확장되어 냉각효율이 보다 향상된다.

도 5는 냉각장치(20)의 냉각수(W)가 순환하는 상태의 평단면도이고, 도 6은 본 발명 다른 예로 도시한 냉각장치의 냉각수(W) 순환 상태 평단면도로, 냉각수(W)가 유입되는 부분(유입부분)과 유출되는 부분(유출부분)의 소정 구간에 격리판을 각각 설치하여 냉각수(W)가 순환로를 따라 양분 순환될 때, 보다 확실하게 양분되도록 구성한 것이다.

본 발명의 냉각장치(20)를 구성하는 부품이나 부분품들은 주변온도에 충분히 견딜수 있도록 내열성을 가진다.

본 발명의 냉각장치(20)를 구성이 간단하여 제작과 설치 및 유지보수 용이하고, 저렴한 비용으로 운용할 수 있다.

본 발명에서 수냉튜브(21)가 위치(인너 커버(41)와의 접촉면)를 이탈하지 않으면서 인너 커버(41)와의 확실한 접촉면적을 달성하기 위하여 연결부재(26)의 양단은 고정부(25)와 지지부(24)에 핀(27)(28)으로 각각 연결될 수 있다.

본 발명 냉각장치(20)의 수냉튜브(21)는 인너 커버(41) 상부면(46)에 얹혀 면접촉하거나, 수용홈(46a)에 수용되어 설치되므로 차열부재(4) 승강수단에 의해 차열부재(4)를 따라 같이 상승하거나 하강하게 되며, 또한 잉곳(S) 성장시 직경 제어장치의 시야 확보에 영향을 주거나 간섭하지 않는다.

본 발명 냉각장치(20)는 차열부재(4) 상부에 위치하므로 멜트(M)와의 거리가 상당히 이격되어 있어서 고온환경을 피할 수 있고, 이에 따라 누수가능성이 거의없으며, 수냉관(5) 바깥쪽에 설치됨으로써 성장하는 잉곳의 오염을 방지할 수 있다.

본 발명에서 수냉관(5)과 수냉튜브(21)의 냉각수 순환을 연동, 또는 동시에 달성할 수 있다.

본 발명 수냉튜브(21)는 그라파이트(graphite)로 제작되는 인너 커버(41)에 접촉하게 됨으로써 강제 순환 냉각수(W)에 의해 열방출이 일어나고 이는 잉곳(S)으로부터 복사되는 열에너지의 흡수 및 방출 효과를 높여 잉곳(S)의 냉각 효율도 향상된다.

이상과 같이 설명한 본 발명은 본 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하며, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 자명한 것이다.

(1)--도가니 (2)--메인챔버
(3)--돔챔버 (4)--차열부재
(5)--수냉관 (6)--차열부재 승강수단
(7)--전열히터 (8)--열쉴드
(9)--도가니 받침대 (10)--페데스탈
(11)--구동축 (12)--구동수단
(13)--배기관 (14)--필터
(15)--진공펌프 (20)--냉각장치
(21)(21a)--수냉튜브 (22)--순환로
(24)--지지부 (25)(47)--고정부
(26)--연결부재 (27)(28)--핀
(31)--승강포트 (32)--실링부재
(34)(38)--순환관 (35)--냉각수단
(36)--순환펌프 (37)--온도센서
(41)--인너 커버 (42)--외부 커버
(43)--단열재 (44)(45)--개방부
(46)--상부면 (46a)--수용홈
(48)--체결부재 (50)--플렉시블관
(51)(53)--니플 (61)--승강봉
(62)--볼부쉬 (64)--볼스크류
(65)(63)--축부재 (66)--모터
(67)--유수공 (M)--멜트
(S)--잉곳 (W)--냉각수

Claims

잉곳성장장치의 도가니 상부에 설치되는 차열부재;
상기 차열부재 표면에 면접촉되고 냉각수가 강제 순환되는 냉각장치의 수냉튜브; 를 포함하되,
상기 냉각장치는,
인너 커버(41) 표면에 면접촉되도록 중공(23)이 형성된 원형관 구조의 수냉튜브(21);
냉각수(W)가 순환할 수 있도록 수냉튜브(21) 내부에 형성되는 순환로(22);
수냉튜브(21)의 외주연 양측으로 돌출되는 고정부(25);
양측 승강봉(61)의 하단부에 각각 끼워져 고정되는 지지부(24);
고정부(25)와 지지부(24)를 연결하는 연결부재(26);
양측 승강봉(61)의 길이방향 내부에 각각 형성되는 유수공(67);
양측 유수공(67) 하부와 순환로(22)를 각각 연결하는 플렉시블관(50);
양측 승강봉(61)의 유수공(67) 상부를 연결하는 순환관(34)(38);
순환관(34)(38) 사이에 연결되는 냉각수단(35)과 순환펌프(36);
를 포함하는 수냉튜브를 이용한 잉곳성장장치의 차열부재 냉각장치.
청구항 1에 있어서:
차열부재는,
내열성과 열전도 특성이 우수한 그라파이터(Graphite)로 인너 커버와 외부 커버를 구성하고, 상기 인너 커버와 외부 커버 사이에 단열재를 설치하여 잉곳(S)으로 부터 복사되는 고온의 열에너지를 효과적으로 방출시킬 수 있도록 함을 특징으로 하는 수냉튜브를 이용한 잉곳성장장치의 차열부재 냉각장치.
청구항 2에 있어서:
단열재는 카본펠트 임을 특징으로 하는 수냉튜브를 이용한 잉곳성장장치의 차열부재 냉각장치.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서:
냉각장치의 수냉튜브는,
차열부재의 인너 커버에 설치되어 차열부재 승강수단을 따라 승강하도록 함을 특징으로 하는 수냉튜브를 이용한 잉곳성장장치의 차열부재 냉각장치.
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청구항 1에 있어서:
순환관에 냉각수(W)의 온도를 감지하여 냉각수단이 제어되게 하는 온도센서;
를 더 포함하는 수냉튜브를 이용한 잉곳성장장치의 차열부재 냉각장치.
청구항 1에 있어서:
수냉튜브의 단면 형상은 원형이거나 타원형이거나, 사각형 중 어느 하나임을 특징으로 하는 수냉튜브를 이용한 잉곳성장장치의 차열부재 냉각장치.
청구항 1에 있어서:
수냉튜브의 냉각수(W) 유입부분과 유출부분에 각각 설치되는 격리판;
을 더 포함하는 수냉튜브를 이용한 잉곳성장장치의 차열부재 냉각장치.