本技术属于单晶硅棒制造,涉及单晶炉的结构,具体是直拉法单晶炉用换热装置。
背景技术:
1、在单晶炉中使用直拉法拉制单晶硅棒时,单晶硅棒在拉直过程中由熔融态液面向上垂直生长,生长过程中晶棒通过热屏、换热装置后到达副室拉伸腔内,换热装置主要的作用是吸收晶棒散发的结晶潜热,结晶潜热的吸收效率足够高时可为单晶硅棒长生长提供更大的温度梯度,保证单晶硅棒长时间保持较高的生长速度,从而达到降低单晶制备时间,降低生产成本的目的,单晶生长速度是影响单晶成本的重要指标,因此,提升换热装置的换热效率对提升单晶生长速度有很重要的意义。
2、目前工艺下条件下的换热装置存在换热面积小、吸收晶棒结晶潜热少,导致单晶硅棒生长速度较低,单晶制备成本高的问题。例如,中国专利公开号为cn212925224u的文献中公开的一种换热装置及单晶炉,换热装置包括内壁和外壁,内壁和外壁共同形成供冷却介质流动的腔体,内壁上设置有带内腔的至少一个凸起结构,凸起结构的凸起方向朝向中心轴线,凸起结构的内腔与内壁和外壁形成的腔体连通,凸起结构的凸起方向朝向晶棒,通过凸起结构增大换热面积,增加拉晶过程中的纵向温度梯度。但是,这种换热装置存在的明显问题是:凸起结构是沿内壁的上下轴向方向上有间隔地设置,其换热仍然较小,当晶棒位于换热装置的底端颈部时的换热效果尤其差。
技术实现思路
1、本实用新型的目的是在现有单晶炉的空间下进一步增大换热装置的换热面积,增大换热装置吸热潜能,提高换热装置吸收结晶潜热的能力,最终达到提升单晶硅棒生长速度的目的。
2、为实现上述目的,本实用新型采用的技术方案是:其包括进水管道和出水管道,在进水管道和出水管道之间串接换热器,换热器的上段是锥形,下段是筒形,换热器下段的筒形内固定套有一个圆筒形的空心颈圈,空心颈圈的外壁与换热器下段筒形的内壁紧密贴合,在空心颈圈的内壁上,沿圆周方向均匀布置多个水平横截面为u形的u形凸起,所有的u形凸起都与换热器相连通。
3、所有的u形凸起都朝向空心颈圈的中心轴的方向凸出。
4、沿轴向上,每个u形凸起都从上至下垂直布置。
5、本实用新型采用的技术方案后的优点是:
6、1、本实用新型设计的空心颈圈增大了换热装置的换热容积,加快了吸热速率,
7、2、本实用新型设计的空心颈圈能对换热装置内部自动清洗,进行保护。
8、3、本实用新型能更大吸收单晶硅棒结晶潜热,从而增加单晶生长速度,降低生产成本。
1.一种新型单晶炉用换热装置,包括进水管道(7)和出水管道(6),在进水管道(7)和出水管道(6)之间串接换热器(4),换热器(4)的上段是锥形,下段是筒形,其特征是:换热器(4)下段的筒形内固定套有一个圆筒形的空心颈圈(8),空心颈圈(8)的外壁与换热器(4)下段筒形的内壁紧密贴合,在空心颈圈(8)的内壁上,沿圆周方向均匀布置多个水平横截面为u形的u形凸起(9),所有的u形凸起(9)都与换热器(4)相连通。
2.根据权利要求1所述的一种新型单晶炉用换热装置,其特征是:所有的u形凸起(9)都朝向空心颈圈(8)的中心轴的方向凸出。
3.根据权利要求1所述的一种新型单晶炉用换热装置,其特征是:沿轴向上,每个u形凸起(9)都从上至下垂直布置。
4.根据权利要求1所述的一种新型单晶炉用换热装置,其特征是:u形凸起(9)的轴向高度等于空心颈圈(8)的轴向高度。
5.根据权利要求1所述的一种新型单晶炉用换热装置,其特征是:u形凸起(9)的数量大于10个。
6.根据权利要求1所述的一种新型单晶炉用换热装置,其特征是:u形凸起(9)朝径向凸出的厚度大于空心颈圈(8)半径的1/10。