一种具有斜壁式水冷热屏的单晶炉的制作方法

本实用新型涉及单晶生长技术领域，更具体地说，涉及一种具有斜壁式水冷热屏的单晶炉。

背景技术：

近年来随着硅太阳能产业高速发展，市场竞争越来越激烈，为降低硅片生产成本，提高硅片的竞争力，可以采用CZ法(直拉单晶工艺)对生产过程中产生的单晶埚底料和铸锭边角料进行提纯使用，提高原料利用率。CZ法拉晶过程是一个液态转化为固态的过程，需要释放大量的热，即液面的过冷度决定了晶体的生长速度，目前通过水冷热屏提拉速主要应用在单晶拉制过程中，而对于提纯用很少涉及。

现有的水冷热屏装置主要以直壁式水冷热屏为主，主要还是通过快速水冷，增加纵向过冷度来提升拉速，但其缺点是单位时间内通过热辐射传递的热量少，过冷度相对较低，并且对单晶炉设备的水平和纵向要求较高，实用性较低。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种具有斜壁式水冷热屏的单晶炉，能够增加单位时间内通过氩气传递的热量辐射，增大晶棒纵向的过冷度，提升单晶的等径阶段的拉速，提高生产效率，增加产能。

本实用新型提供的一种具有斜壁式水冷热屏的单晶炉，包括倾斜式的位于导流筒内的水冷热屏本体，所述水冷热屏本体具有进水管和出水管，所述进水管和所述出水管均倾斜的固定于所述导流筒内，用于保持所述水冷热屏本体处于倾斜状态，所述进水管和所述出水管均从所述单晶炉的中炉筒侧面穿出并固定。

优选的，在上述斜壁式水冷热屏的单晶炉中，所述导流筒内还倾斜式固定有至少两个支撑管，所述支撑管用于支撑所述水冷热屏本体。

优选的，在上述斜壁式水冷热屏的单晶炉中，所述出水管设置有流量监控装置，用于监控所述出水管的水流量。

优选的，在上述斜壁式水冷热屏的单晶炉中，所述出水管设置有温度监控装置，用于监控所述出水管内的水温。

优选的，在上述斜壁式水冷热屏的单晶炉中，所述流量监控装置的另一端还设置有自动式泄压阀。

优选的，在上述斜壁式水冷热屏的单晶炉中，所述流量监控装置的另一端还设置有手动式泄压阀。

从上述技术方案可以看出，本实用新型所提供的具有斜壁式水冷热屏的单晶炉，由于包括倾斜式的位于导流筒内的水冷热屏本体，所述水冷热屏本体具有进水管和出水管，所述进水管和所述出水管均倾斜的固定于导流筒内，用于保持所述水冷热屏本体处于倾斜状态，所述进水管和所述出水管均从所述单晶炉的中炉筒侧面穿出并固定，因此能够增加单位时间内通过氩气传递的热量辐射，增大晶棒纵向的过冷度，提升单晶的等径阶段的拉速，提高生产效率，增加产能。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的第一种具有斜壁式水冷热屏的单晶炉的示意图；

图2为本申请实施例提供的斜壁式水冷热屏的出水管位置的细节图。

具体实施方式

本实用新型的核心思想在于提供一种具有斜壁式水冷热屏的单晶炉，能够增加单位时间内通过氩气传递的热量辐射，增大晶棒纵向的过冷度，提升单晶的等径阶段的拉速，提高生产效率，增加产能。

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

本申请实施例提供的第一种具有斜壁式水冷热屏的单晶炉如图1所示，图1为本申请实施例提供的第一种具有斜壁式水冷热屏的单晶炉的示意图，该单晶炉包括倾斜式的位于导流筒1内的水冷热屏本体2，所述水冷热屏本体2具有进水管3和出水管4，其中，进水管3用于连接炉台用水，水压为0.2MPa以上，所述进水管3和所述出水管4均倾斜的固定于所述导流筒1内，用于保持所述水冷热屏本体2处于倾斜状态，这种斜壁式水冷热屏能够增加热辐射的热量传递，以增加晶棒的过冷度，增加提纯棒等径拉速，达到提纯增产降本的目的，所述进水管3和所述出水管4均从所述单晶炉的中炉筒侧面穿出并固定，这种环形支撑的固定方式代替了现有技术中的与炉盖连接的方式，将支撑整个水冷热屏本体的进水管和出水管扣在炉桶上，拆炉时，就能够和中炉筒一起旋转，操作更加方便，且更好的避免拉晶事故的产生。

图1中还表示出了石英坩埚5，其中容纳有硅液6，从所述硅液6中提拉出提纯棒7，而上述斜壁式水冷热屏位于该提纯棒的四周，提纯棒由于液体凝固成固体，会散发大量的热量，而这些热量会到达斜壁式水冷热屏，接触面积比现有技术中的直壁式水冷热屏更大，因此能够更快的带走更多的热量，加快冷却速度，提高拉速，从而提高生产效率。

从上述技术方案可以看出，本申请实施例所提供的第一种具有斜壁式水冷热屏的单晶炉，由于包括倾斜式的位于导流筒内的水冷热屏本体，所述水冷热屏本体具有进水管和出水管，所述进水管和所述出水管均倾斜的固定于导流筒内，用于保持所述水冷热屏本体处于倾斜状态，所述进水管和所述出水管均从所述单晶炉的中炉筒侧面穿出并固定，因此能够增加单位时间内通过氩气传递的热量辐射，增大晶棒纵向的过冷度，提升单晶的等径阶段的拉速，提高生产效率，增加产能。

本申请实施例提供的第二种具有斜壁式水冷热屏的单晶炉，是在上述第一种斜壁式水冷热屏的单晶炉的基础上，还包括如下技术特征：

继续参考图1，所述导流筒1内还倾斜式固定有至少两个支撑管12，所述支撑管12用于支撑所述水冷热屏本体2。

需要说明的是，采用更多的支撑管，能够对水冷热屏形成更好的固定，降低风险，当采用两个支撑管时，将其与进水管和出水管形成配合，这四个部件分别位于水冷热屏本体的下部的四个方向上，受力更加均匀，当然可以根据具体情况来设置相应数量的支撑管，以保证生产安全。

本申请实施例提供的第三种具有斜壁式水冷热屏的单晶炉，是在上述第一种或第二种斜壁式水冷热屏的单晶炉的基础上，还包括如下技术特征：

参考图2，图2为本申请实施例提供的斜壁式水冷热屏的出水管位置的细节图，所述出水管4设置有流量监控装置8，用于监控所述出水管的水流量。

具体的，该流量监控装置可以是过渡法兰上配备的流量计，要求其流量为20L/min以上。

本申请实施例提供的第四种具有斜壁式水冷热屏的单晶炉，是在上述第三种斜壁式水冷热屏的单晶炉的基础上，还包括如下技术特征：

继续参考图2，所述出水管4设置有温度监控装置9，用于监控所述出水管内的水温。

具体的，可以但不限于设置报警温度为45℃，降低正常运行时的风险，提醒操作人员此时水冷热屏不能起到足够的冷却作用，便于紧急采取相关措施。

本申请实施例提供的第五种具有斜壁式水冷热屏的单晶炉，是在上述第四种斜壁式水冷热屏的单晶炉的基础上，还包括如下技术特征：

继续参考图2，所述流量监控装置8的另一端还设置有自动式泄压阀10。

在这种情况下，当水压不够，造成水蒸气不能及时外排时，气压增大，可能冲开炉盖，造成事故，而利用这种自动式泄压阀，能够在气压增大可能出现事故之前自动泄压，保证安全。

本申请实施例提供的第六种具有斜壁式水冷热屏的单晶炉，是在上述第五种斜壁式水冷热屏的单晶炉的基础上，还包括如下技术特征：

继续参考图2，所述流量监控装置8的另一端还设置有手动式泄压阀11。

需要说明的是，只安装自动式泄压阀时，还存在一定的风险，就是管内气压已经很大了，但是自动式泄压阀感知到的气压并未达到泄压的设定阈值，同样会造成事故，而本实施例添加了手动式泄压阀，当操作人员观察发现管内气压过大时，就可以手动操作达到泄压的目的，进一步保证安全性。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。