TW201126035A - Cooling system for crystal growth furnace - Google Patents

Description

201126035 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 尤指一種適用於太陽能 本發明係關於一種冷卻系統 多晶石夕長晶爐之冷卻系統。 【先前技術】 參考圖1。長晶爐91開始運作時會產生高熱而電極 • 92係由金屬所製成’其亦無法承受長晶爐91内的高溫環 境。習知太陽能多晶石夕長晶爐之冷卻系統多使用冰水機來 提供適溫之冷卻水，以供長晶爐爐體及電極冷卻之用。圖 中水栗浦94自貯水池96沒取純水，並透過入水管941將純水 汲入至長晶爐中’用以冷卻長晶爐爐體所產生的埶量。並 透過回水管942將賴水喊至貯水池96，再以冰水機％、 及冷卻水塔951將貯水池96内的純水加以冷卻。 上述習知長晶爐冷卻系統之冰水機價格昂貴亦相當 ㈣；又冰水機本身即需定期安排維修，其維修因機器複 拳 雜而耗時耗力。 另-方面，長晶過程中需供應足量惰性氣體至長晶 爐，避免爐内其它氣體高溫下產生化學反應如氧化、並藉 此維持m力環境。—般所供給之惰性氣體為^ 氬，又液態氬轉換為氣態氬會吸收周遭環境大量熱能，為 維持爐内所需高製程溫度，不免要另外補償上述之^^能; 縱上所述，習知長晶爐製程系統並非十分理想而有改 進之必要。 201126035 【發明内容】 本發明之主要目的係在提供一種適合長晶爐之冷卻系 統，俾能充分利用高溫冷卻水與液態惰性氣體間熱交換行 為以免除冰水機之配置，同時避免耗f對長晶爐之外加熱 能量，降低整體系統架構及製程成本。 本發明之長晶爐冷卻系統包括一長晶爐、一液態惰性 氣體供應源、一熱交換水槽、一供應管路、一入水管路、 及一出水管路。上述液態惰性氣體供應源儲存有一液態惰 性氣體，上述熱交換水槽儲存有一冷卻水。 ,上述入水管路連接熱交換水槽與長晶爐，以使低溫冷 卻水流人長晶爐進行冷卻作用；上述出水管路亦連接熱交 換水槽與長晶爐，錢高溫冷卻水流㈣交換水槽降溫以 循環利用。 供應管路分別連接液態惰性氣體供應源與長晶爐，並 部分延伸於熱交換水槽之内，㈣行㈣純氣體與冷卻 水之熱交換。 藉由上述冷部系統，供應冷卻長晶爐爐體及/或電極所 需之冷卻水可於熱錢水财㈣供騎料㈣惰性氣 體進行熱交換，冷卻水獲得降溫即可再次利用於長晶爐之 冷卻，而液㈣性氣體獲得升溫轉變為氣態惰性氣體相當 於已經過預熱，更適合直接導人長晶爐。因此，利用本發 明：免除冰水機之使用’另外也減少為維持爐溫所需額外 耗費之能源。 201126035 上述液態惰性氣體可為液態氬。上述入水管路可組設 有-水泵浦。上述供應f路可包括有—蛇形段係位於熱°交 換水槽之内，提升熱交換效率。 【實施方式】

參考圖2。圖令示出一太陽能多晶矽之長晶系統，包括 有長明爐11、一熱父換水槽12、一液態惰性氣體供應源 13、一供應管路14、—人水管路卜—丨水管路16、一水 «π'及-真空泵浦18。真^泵浦18用於將長晶爐^内 部抽真空》 ，上述熱交換水槽12中預先注有用於進行冷卻循環之冷 卻水液1、^生氣體供應源i3(例如一儲存瓶）則儲存有用於 清洗、及提供特定餘壓力之—㈣惰性氣體，例如工業 上常用之氬氣。 製程中，利用供應管路14將惰性氣體自供應源13輸送 至長晶爐11 ’且特別的是，此供應管路14有—部份延伸於 熱交換水槽12中。上述人水管路15與出水管路⑽連通長 晶爐η與熱交換水槽12，人水管路15負責提供低溫冷卻水 自熱交換水槽丨2通往長晶爐丨丨之路㉟，而出水管路關負 責提供高溫冷卻水自長晶爐u回收至熱交換水槽12之路 徑。 此外’供應管路14在埶交換皮谁！ 〇如 — 你…又供水僧12内之區段為一蛇形 & 141 ’藉此可提升熱交換效率。 由上述可知，長晶爐η在長晶製程期間受加熱器（圖未 201126035 示）加熱而溫度升高’利用熱交換水槽丨2内之冷卻水經入水 官路15以對長晶爐u進行冷卻。吸收長晶爐n熱量後之高 溫冷部水回收至熱交換水槽12時，因同一時間液態惰性氣 體於供應管路14中流動（往長晶爐丨丨運行），高溫冷卻水與較 低溫之液態惰性氣體透過供應管路14此一媒介進行熱交 換，不僅高溫冷卻水被降溫轉變為低溫冷卻水，液態惰性 氣體也因吸收熱量而轉變為氣態惰性氣體。如此一來，整 個冷部循環中不須附加設置一冷水機將回收之高溫冷卻水 降/魏，惰性氣體也不花任何成本地受到預熱、以適當高溫 之狀態供應至長晶爐11，減少長晶爐丨〗被低溫惰性氣體降 溫而需耗費能量重新加熱之狀況。 上述實施例僅係為了方便說明而舉例而已，本發明所 主張之權利範圍自應以申請專利範圍所述為準， 於上述實施例。 限 【圖式簡單說明】 圖1係習知之太陽能多晶矽長晶爐系統圖。 圖2係本發明一較佳實施例之太陽能多晶矽長晶系統圖 電極92 入水管941 冰水機95 貯水池96 【主要元件符號說明】 長晶爐91 水泵浦94 回水管942 冷卻水塔951 201126035 長晶爐11 液態惰性氣體供應源13 蛇形段141 出水管路16 真空泵浦18 熱交換水槽12 供應管路14 入水管路15 水聚潘17

Claims (1)

1. 201126035 七、申請專利範圍： 1. 一種長晶爐冷卻系統，包括： 一長晶爐； 一液態惰性氣體供應源，儲存有一液態惰性氣體； 一熱父換水槽，儲存有一冷卻水； a 一供應管路，分別連接該液態惰性氣體供應源與該長 晶爐’並部分延伸於該熱交換水槽之内； 入水管路，連接該熱交換水槽與該長晶爐；以及 一出水管路，連接該熱交換水槽與該長晶爐。 籲 2.如申請專利範圍第丨項所述之冷卻系統其中該 液態惰性氣體為液態氬。 3-如申請專利範圍第丨項所述之冷卻系統，其中，該 入水管路組設有一水泵浦。 4.如申請專利範圍第丨項所述之冷卻系統其中，該 供應管路包括有一蛇形段位於該熱交換水槽之内。

   8