专利名称：一种用于区熔单晶炉高频电源的闭式冷却水循环系统的制作方法
技术领域：
本实用新型是关于冷却水循环系统，特别涉及一种用于区熔单晶炉高频电源的闭式冷却水循环系统。
背景技术：
区熔法(FZ)生产单晶硅是区别于直拉法(CZ)的一种新型的单晶生长方法，它利用高频感应加热线圈将高纯度的多晶料局部融化，熔区依靠熔硅的表面张力和加热线圈提供的磁托浮力而处于悬浮状态，然后从熔区的下方利用籽晶将熔硅拉制成单晶。随着国家对能源、交通、大规模集成电路等影响国民经济发展的瓶颈行业的支持，对大电流的电力电子器件需要越来越大，要求也越来越高，要求硅单晶向大直径、大投料量、高纯度、高均匀性方向发展。区熔单晶炉高频电源是区熔炉的关键设备，其品质直接决定化料、成晶效果，其稳定性也直接影响区熔炉拉晶稳定性。在拉晶过程中，由于高频感应加热传递效率较低，高频电源尤其是高频感应加热线圈会产生很大的热量，需要冷却水对其进行冷却。用一般的自来水作为冷却水，一方面耗水量大，另一方面自来水易腐蚀电源内管路及线圈，影响设备寿命。另外市场现有的冷水机结构较复杂、体积庞大、能耗高、成本高，用于区熔炉高频电源冷却不合算。
实用新型内容本实用新型的主要目的在于克服现有技术中的不足，提供一种冷却水采用纯水，可根据拉晶工艺，实现冷却水温度自动调节的闭式冷却水循环系统。为解决上述技术问题，本实用新型的解决方案是:提供一种用于区熔单晶炉高频电源的闭式冷却水循环系统，包括水箱，所述闭式冷却水循环系统还包括机架、换热器、循环水泵；所述水箱安装于机架上，水箱上有设有一个进水口和一个出水口，进水口与循环冷却水回水管连接，出水口与循环水泵连接；所述换热器上设有一个被冷却介质出口、一个被冷却介质进口、一个冷却介质出口和一个冷却介质进口，被冷却介质出口与循环冷却水进水管连接，被冷却介质进口与循环水泵连接，冷却介质出口与外部冷却水回水管连接，冷却介质进口与外部冷却水进水管连接；所述换热器为板式换热器。作为进一步的改进，所述出水口与循环水泵之间装有球阀。作为进一步的改进，所述出水口与循环水泵之间装有过滤器。作为进一步的改进，所述冷却介质出口与外部冷却水回水管之间还连接有控制阀。作为进一步的改进,所述外部冷却水回水管、外部冷却水进水管、循环冷却水进水管、循环冷却水回水管的端部各装有一个球阀。与现有技术相比，本实用新型的有益效果是:[0011]通过控制外部冷却水的流量，可实现循环冷却水温度根据拉晶工艺自动调节，且具有使用方便、结构简单、体积小、能耗低、成本低的优点。
图1为本实用新型的三维结构图。图2为本实用新型的局部三维结构图。图3为本实用新型中的换热器外形图。图4为本实用新型的PLC (可编程逻辑控制器)控制原理图。图中的附图标记为:1水箱；2循环水泵；3球阀；4过滤器；5机架；6换热器；7控制阀；8外部冷却水回水管；9外部冷却水进水管；10循环冷却水进水管；11循环冷却水回水管；12被冷却介质出口 ；13被冷却介质进口 ；14冷却介质出口 ；15冷却介质进口 ；16温度传感器；17PLC ；18区熔炉高频电源。
具体实施方式
以下结合附图与具体实施方式
对本实用新型作进一步详细描述:图1-4中的用于区熔单晶炉高频电源的闭式冷却水循环系统，包括水箱1、机架5、换热器6、循环水泵2。所述水箱I安装于机架5正上方，水箱I顶部有一个进水口，进水口与循环冷却水回水管11连接，水箱I底部有一个出水口，出水口与循环水泵2连接，在出水口与循环水泵2之间还依次装有球阀3和过滤器4。所述循环水泵2用于提供循环冷却水的动力，具体实现中，循环水泵2为多级管道离心泵。所述换热器6为板式换热器，是整个系统的核心部分，循环冷却水与外部冷却水在所述换热器6内发生热交换。换热器6上设有一个被冷却介质出口 12、一个被冷却介质进口 13、一个冷却介质出口 14和一个冷却介质进口 15。被冷却介质出口 12与循环冷却水进水管10连接，被冷却介质进口 13与循环水泵2连接、冷却介质出口 14与外部冷却水回水管8连接，冷却介质进口 15外部冷却水进水管9连接，且使外部冷却介质与被冷却介质在换热器6内逆向流动。换热器6上的冷却介质出口 14与外部冷却水回水管8之间还连接有控制阀7，用于控制外部冷却水的流量。在具体实现中，控制阀7为电动控制流量阀，可根据拉晶工艺和温度传感器16检测到的区熔炉高频电源18进水口的温度反馈，由PLC (可编程逻辑控制器)17控制控制阀7阀芯的开度，从而控制外部冷却水的流量。外部冷却水流量越大，与换热器6内循环冷却水的换热量就越多，循环冷却水温度就越低，反之亦然，这样就构成了一个温度闭环控制。所述外部冷却水回水管8、外部冷却水进水管9、循环冷却水进水管10、循环冷却水回水管11的端部各装有一个球阀3。在实际工作中，循环冷却水由水箱I出水口流出，经过球阀3和过滤器4，流入循环水泵2。循环水泵2另一侧连接换热器6，换热器6分为两种介质通道:被冷却介质通道和冷却介质通道。循环水泵2将温度较高的循环冷却水泵入换热器6被冷却介质进口 13，通过换热器6与外部冷却水发生热交换后变为温度较低的循环冷却水。然后温度较低的循环冷却水经由循环冷却水进水管10重新进入区熔炉高频电源18对其升温，最后经由循环冷却水回水管11流入水箱I的进水口，至此，完成一个冷却循环。另一方面，外部冷却水由外部冷却水进水管9流入换热器6冷却介质进口 15，与循环冷却水发生热交换后从换热器6冷却介质出口 14流出，经过控制阀7由外部冷却水回水管8流出。其中，所述循环冷却水为纯水，电阻值彡1.5ΜΩ。
权利要求1.一种用于区熔单晶炉高频电源的闭式冷却水循环系统，包括水箱，其特征在于，所述闭式冷却水循环系统还包括机架、换热器、循环水泵；所述水箱安装于机架上，水箱上有设有一个进水口和一个出水口，进水口与循环冷却水回水管连接，出水口与循环水泵连接；所述换热器上设有一个被冷却介质出口、一个被冷却介质进口、一个冷却介质出口和一个冷却介质进口，被冷却介质出口与循环冷却水进水管连接，被冷却介质进口与循环水泵连接，冷却介质出口与外部冷却水回水管连接，冷却介质进口与外部冷却水进水管连接；所述换热器为板式换热器。
2.根据权利要求1所述的闭式冷却水循环系统，其特征在于，所述出水口与循环水泵之间装有球阀。
3.根据权利要求1所述的闭式冷却水循环系统，其特征在于，所述出水口与循环水泵之间装有过滤器。
4.根据权利要求1所述的闭式冷却水循环系统，其特征在于，所述冷却介质出口与外部冷却水回水管之间还连接有控制阀。
5.根据权利要求1至5任意一项所述的闭式冷却水循环系统，其特征在于，所述外部冷却水回水管、外部冷却水进水管、循环冷却水进水管、循环冷却水回水管的端部各装有一个球阀。
专利摘要本实用新型涉及冷却水循环系统，旨在提供一种用于区熔单晶炉高频电源的闭式冷却水循环系统。该闭式冷却水循环系统包括水箱、机架、换热器、循环水泵；所述水箱安装于机架上，水箱上有设有一个进水口与循环冷却水回水管连接、一个出水口与循环水泵连接；所述换热器上设有一个被冷却介质出口与循环冷却水进水管连接、一个被冷却介质进口与循环水泵连接、一个冷却介质出口与外部冷却水回水管连接、一个冷却介质进口与外部冷却水进水管连接；所述换热器为板式换热器。本实用新型通过控制外部冷却水的流量，可实现循环冷却水温度根据拉晶工艺自动调节，且具有使用方便、结构简单、体积小、能耗低、成本低的优点。
文档编号H05B6/42GK202913082SQ20122054808
公开日2013年5月1日 申请日期2012年10月24日 优先权日2012年10月24日
发明者欧阳鹏根, 石刚, 傅林坚, 曹建伟, 陈明杰, 王丹涛, 邱敏秀, 蒋庆良 申请人:浙江晶盛机电股份有限公司