[实用新型]一种单晶炉用可提升复合式水冷换热器

说明书

本实用新型公开了一种单晶炉用可提升复合式水冷换热器，用于设置在单晶炉炉体内石英坩埚的上方，包括可提升复合式水冷换热器，所述可提升复合式水冷换热器包括内筒、外筒和提升机构，所述内筒内具有冷却水循环通道，且所述内筒的内壁上具有增加冷却水循环通道换热效率的高效换热层，所述内筒的顶端焊接两个提升臂，所述外筒的顶端通过铰链与所述提升臂铰接，所述提升臂的上部与所述提升机构连接。本实用新型所公开的一种单晶炉用可提升复合式水冷换热器比常规水冷套更靠近液面，加大晶体的纵向温度梯度，提升机构的设置可以使可提升式复合式水冷换热器上升或下降，满足拉晶过程中相对液面位置的调节。

技术领域

本实用新型涉及单晶硅生产设备领域，具体地说是一种单晶炉用可提升复合式水冷换热器。

背景技术

目前，当代直拉硅单晶正向着高纯度、高完整性、高均匀性和大直径方向发展，大直径CZ硅单晶的生长新技术还在不断地探索，新技术应具有的优点，除改善电阻率和氧分布的均匀性外，均要考虑到降低成本这一重大问题。大直径硅单晶生长中，欲降低成本就要提高生长速度，结晶速率决定生长速度，因此结晶界面的温度和结晶潜热散发的良性循环就至关重要。

目前拉晶过程中主要采用保护性气体吹拂和循环冷却水吸收结晶潜热来维持固液界面的温度，随着晶体直径的增大现有方法使结晶潜热的散发更加困难，固液界面附近的温度及热传输便会受到影响。

实用新型内容

根据上述提出的技术问题，而提供一种单晶炉用可提升复合式水冷换热器。本实用新型采用的技术手段如下：

一种单晶炉用可提升复合式水冷换热器，用于设置在单晶炉炉体内石英坩埚的上方，包括可提升复合式水冷换热器，所述可提升复合式水冷换热器包括内筒、设置在所述内筒外部的外筒和设置在所述单晶炉的炉盖上且将所述内筒和外筒提升或下降的提升机构；

所述内筒和外筒均呈倒置中空的圆台状；所述内筒的轴线与所述外筒的轴线重合；所述内筒内具有冷却水循环通道，所述内筒的内壁上具有增加所述冷却水循环通道换热效率的高效换热层；

所述冷却水循环通道内循环有冷却水；所述外筒包括保温部分和屏蔽部分，所述保温部分为多层结构，且每层均为保温材料制成；所述屏蔽部分包裹在所述保温部分外部，且所述屏蔽部分包括至少两层，且每层均为石墨或碳碳复合材料制成；

所述内筒的顶端焊接两个提升臂，且两个所述提升臂围绕所述内筒的轴线均匀分布；

所述外筒的顶端通过铰链与所述提升臂铰接；

所述单晶炉的炉盖在所述提升臂所对应处设置有提升通孔，且所述提升机构设置在所述提升通孔处，所述提升臂的上部穿过所述提升通孔与所述提升机构连接。

所述外筒的顶端具有垂直于所述外筒的轴线并向所述外筒的外沿延伸的延伸部，且所述铰链设置在所述延伸部上；所述外筒的底端具有垂直于所述外筒的轴线并向所述外筒的轴线延伸的底端部。

所述高效换热层可为发黑处理的金属氧化膜层，也可以为其他增加冷却水循环通道换热效率的技术手段。

所述提升臂穿过所述提升通孔的部分上套设有波纹管，且所述波纹管的顶端与所述提升机构固定连接。波纹管可以保持所述提升臂在运动时单晶炉内的真空性。

所述底端部的下表面与所述单晶炉炉体内的液面之间的距离为 20mm-200mm，可以根据结晶工艺自由调整。

所述提升机构包括两个分别固定在所述提升通孔处的安装架、分别固定在两个所述安装架底部的两个螺旋升降器、设置在所述螺旋升降器顶端且与所述螺旋升降器连接的丝杆、驱动其中一个所述螺旋升降器运动且水平设置在所述安装架底部的驱动电机、设置在所述丝杆上与所述丝杆相配合的提升螺母；

两个所述螺旋升降器之间通过传动软轴连接；