[实用新型]单晶炉快速冷却装置

说明书

技术领域

本实用新型属于冷却管技术领域，涉及一种单晶炉快速冷却装置。

背景技术

直拉单晶是一种周期性的、非连续的生产过程。每个周期结束后，都需要等待炉内温度冷却到300℃以下后，才能进行拆炉、清理及下个生产周期的准备工作。另外，由于直拉单晶生产过程是持续的高温过程，为了降低拉晶能耗，炉内设置了大量的保温层，导致停炉后需要等待6～10h才能使炉内热场冷却下来，此段时间占整个生产周期的1/8。这期间炉子处于闲置状态，降低了单晶制造装置的运转率，影响了单晶炉拉晶的效率。

专利号200980109099.6，公告号CN101970728B，公告日2013.01.30的专利提出从副室取出晶棒后，利用移动机构，使环形冷却管朝向坩埚下降，来冷却热场部件。此方法需要在晶棒从副室取出后实施强制冷却，因此，强制冷却的开始实施时间受到限制，且该装置结构较复杂，易引起炉内污染。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种使单晶炉快速冷却装置，以解决现有技术存在的不能及时对单晶炉主室实施冷却的问题。

本实用新型的技术方案是，单晶炉快速冷却装置，包括冷却管及其驱动装置，冷却管设有冷却介质进口和冷却介质出口。

本实用新型的特点还在于：

冷却管为一个或多个。

冷却管为波纹管或螺旋管。

冷却管优选高热传导率的金属管,外部套有波纹管。

进一步，冷却管优选铜质波纹管。

驱动装置为电动机、液压系统或手摇把柄。

本实用新型具有如下有益效果：

1.本实用新型单晶炉快速冷却装置结构简单，使用方便，冷却效果好。

2.本实用新型单晶炉快速冷却装置可以选择手摇把柄式的手工驱动，也可以通过电动机、液压系统等动力驱动装置，实现一键式控制操作，省力、安全、便捷。

3.采用本实用新型单晶炉快速冷却装置，在晶体生长结束后可及时对单晶炉主室进行强制冷却，简单易行。

4.与自然冷却相比，采用本实用新型单晶炉快速冷却装置可以缩短2-4h（或30-40%）的停炉冷却时间，提高了设备利用率及生产效率，降低了单晶生长成本。

附图说明

图1为本实用新型快速冷却单晶炉装置及其在晶体生长过程中所处的位置示意图；

图2为本实用新型快速冷却单晶炉装置及其在停炉后强制冷却过程中所处的位置示意图。

图中，1.冷却管，2.冷却介质进口，3.冷却介质出口。

具体实施方式

下面结合具体实施方式和附图对本实用新型作进一步详细的说明。

单晶炉快速冷却装置，包括冷却管1及其驱动装置，冷却管1设有冷却介质进口2和冷却介质出口3。一个单晶炉可以设置一个或多个所述快速冷却装置。

冷却管1可采用高热传导率的金属管，如不锈钢或铜管等，更优的可以使用铜质波纹管或螺旋管作为冷却管，原因是铜具有高的热传导率，能迅速地冷却与冷却管1接触的主室气氛，从而能在短时间内冷却热场部件。

快速冷却单晶炉装置可依靠电动机，液压或者手摇把柄的动力驱动而实现升降运动。

可根据需要选用油、水、气体或者液氮等各种冷媒作为冷却介质，与炉内高温热场部件及环境之间进行热交换，实现单晶炉的加速冷却。

可根据停炉冷却时间要求，在单晶炉底部设置一个或多个上述快速冷却装置的组合。

在单晶炉运行过程中，将冷却管1下降到单晶炉外部、保温层以下；在单晶炉拉晶结束后，冷却管1在驱动装置的驱动下，升高至单晶炉主室的高温区，冷却介质通过冷却介质进口2和冷却介质出口3与炉内高温热场部件及环境之间进行热交换；冷却结束后，冷却管1受驱动装置的驱动，下降至单晶炉外部，保温层以下。

在单晶炉运行过程中，该快速冷却单晶炉装置下降到最低位置，处于单晶炉外部、保温层以下，不会影响到正常生产，也不会增加额外能耗。单晶炉拉晶结束后，该快速冷却单晶炉装置受到驱动装置的驱动而升高至单晶炉主室的高温区，通过冷却介质与炉内高温热场部件及环境之间的热交换，带走大量的热量，可以有效加快炉内冷却。冷却结束后，快速冷却单晶炉装置受到驱动装置的驱动而下降至单晶炉外部。

与自然冷却相比，采用本实用新型单晶炉快速冷却装置可以缩短2-4h（或30-40%）的停炉冷却时间，提高了设备利用率及生产效率，降低了单晶生长成本。