一种水冷屏、单晶炉及生产系统技术方案

本实用新型专利技术提供一种水冷屏、单晶炉及生产系统，水冷屏包括筒体，筒体包括内壁体和外壁体，内壁体和外壁体围合成中空腔体，中空腔体上下间隔设置有多层隔板以形成多层上下连通的液冷通道，最下层隔板与内壁体、外壁体围成绝热腔体。此结构的水冷屏，在筒体的最下方设置绝热腔体，绝热腔体与上面各层液冷通道不连通，以起到隔热保温作用，以大幅减小水冷屏从硅液表面带走的热量，以降低硅液整体所需温度，进而降低加热器功耗，节约能源，降低单晶硅棒的生产成本；同时可有效减小硅液上下、中心与边缘的温度差，减少石英坩埚与熔硅的反应，以降低单晶硅棒中的氧含量。以降低单晶硅棒中的氧含量。以降低单晶硅棒中的氧含量。

【技术实现步骤摘要】
一种水冷屏、单晶炉及生产系统


[0001]本技术涉及单晶硅生产设备
，具体涉及一种水冷屏、单晶炉及生产系统。

技术介绍

[0002]在单晶炉中采用直拉法来生长单晶硅，生产时，将多晶硅材料放置在坩埚内，利用加热器将坩埚内的多晶硅材料加热成熔体硅液状态，单晶硅棒从坩埚内向上生长出。
[0003]提高等径拉速可有效压缩等径时间提高单晶硅的生产效率，目前行业内利用水冷屏来提高等径拉速。现有的水冷屏结构均采用中空金属腔体，中空腔体从上至下均铺设有水路。该结构的水冷屏其最下方水路距离硅液表面近，易带走硅液表面热量，导致热量损失，而为满足结晶温度要求，硅液表面温度需保持固定，因此需提高加热器功率，以提高硅液整体温度，从而将热量传递至硅液表面，导致加热器功耗升高；同时硅液温度升高，加剧了石英坩埚与熔硅的反应，导致硅液中氧含量增高；硅液上下、中心和边缘温差大，容易将氧气输送至单晶硅棒，导致单晶硅棒中氧含量升高，影响电池端转换效率。

技术实现思路

[0004]因此，本技术要解决的技术问题在于克服现有技术中的水冷屏存在的上述缺陷，从而提供一种水冷屏、单晶炉及生产系统。
[0005]为了解决上述问题，本技术提供了一种水冷屏，包括筒体，筒体包括内壁体和外壁体，所述内壁体和外壁体围合成中空腔体，所述中空腔体上下间隔设置有多层隔板以形成多层上下连通的液冷通道，最下层所述隔板与所述内壁体、所述外壁体围成绝热腔体。
[0006]可选地，上述的水冷屏，所述绝热腔体内填充有空气。
[0007]可选地，上述的水冷屏，所述绝热腔体为真空腔体。
[0008]可选地，上述的水冷屏，所述绝热腔体内填充隔热保温件或隔热保温气体。
[0009]可选地，上述的水冷屏，所述绝热腔体高度为10mm
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25mm。
[0010]可选地，上述的水冷屏，所述内壁体的纵截面呈波浪状或锯齿状。
[0011]可选地，上述的水冷屏，所述内壁体的纵截面呈波浪状，所述内壁体的弧度为5rad
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25rad，所述内壁体的直径为50mm
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100mm。
[0012]可选地，上述的水冷屏，所述内壁体的内壁面与所述外壁体的内壁面之间间距为15mm
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35mm。
[0013]可选地，上述的水冷屏，所述内壁体上端开口大于其下端开口。
[0014]可选地，上述的水冷屏，所述外壁体包括自上而下依次排布的第一壁段、第二壁段和第三壁段，其中，所述第一壁段竖直设置，所述第三壁段一端连接于所述内壁体底部，另一端向所述筒体外倾斜延伸，所述第二壁段两端分别连接所述第一壁段和所述第三壁段。
[0015]本技术提供一种单晶炉，包括上述中任一项所述的水冷屏。
[0016]本技术提供一种生产系统，包括上述的单晶炉。
[0017]本技术具有以下优点：
[0018]1.本技术提供的水冷屏，在筒体的最下方设置绝热腔体，绝热腔体与上面各层液冷通道不连通，绝热腔体起到隔热保温作用，以大幅减小水冷屏从硅液表面带走的热量，以降低硅液整体所需温度，进而降低加热器功耗，节约能源，降低单晶硅棒的生产成本；同时可有效减小硅液上下、中心与边缘的温度差，减少石英坩埚与熔硅的反应，以降低单晶硅棒中的氧含量。
[0019]2.内壁体的纵截面呈波浪状或锯齿状，有效增大了热对流的有效接触面积，可显著提高水冷屏的换热效率，有利于释放晶棒热应力，防止晶棒炸裂；同时，可增大冷却液的湍流程度，进而使冷却液冲刷水冷屏的内壁面，以减薄水冷屏内壁面附近的层流区，增大换热系数，达到提高换热效率，提升晶棒等径拉速的效果。
附图说明
[0020]为了更清楚地说明本技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本技术的一些实施方式，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0021]图1示出了本技术实施例1提供的水冷屏的剖视图。
[0022]附图标记说明：
[0023]1、筒体；11、内壁体；12、外壁体；121、第一壁段；122、第二壁段；123、第三壁段；13、隔板；14、绝热腔体。
具体实施方式
[0024]下面将结合附图对本技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，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，都属于本技术保护的范围。
[0025]在本技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0026]在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
[0027]此外，下面所描述的本技术不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
[0028]实施例1
[0029]单晶炉包括炉本体、设于炉本体内侧下方的坩埚和设于坩埚侧边的加热器，坩埚上方设有水冷屏，单晶硅生产时，先将多晶硅原料装入坩埚中，通过加热器将多晶硅原料加热形成熔体硅液，将籽晶插入熔体依次经过引晶、放肩、转肩、等径和收尾等工序，完成拉晶过程，得到单晶硅棒。在此过程中，水冷屏带走单晶拉制过程中产生的结晶潜热。现有的水冷屏的竖向上均设置有液冷通道，易带走硅液表面热量，导致加热器功耗升高、单晶硅棒中的氧含量提高。
[0030]本实施例提供一种水冷屏，如图1所示，其包括筒体1，筒体1包括内壁体11和外壁体12，内壁体11和外壁体12围合成中空腔体，中空腔体上下间隔设置有多层隔板13以形成多层上下连通的液冷通道，最下层隔板13与内壁体11、外壁体12围成绝热腔体14。
[0031]此结构的水冷屏，在筒体1的最下方设置绝热腔体14，绝热腔体14与上面各层液冷通道不连通，绝热腔体14起到隔热保温作用，以大幅减小水冷屏从硅液表面带走的热量，以降低硅液整体所需温度，进而降低加热器功耗，节约能源，降低单晶硅棒的生产成本；同时可有效减小硅液上下、中心与边缘的温度差，减少本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水冷屏，其特征在于，包括：筒体(1)，包括内壁体(11)和外壁体(12)，所述内壁体(11)和外壁体(12)围合成中空腔体，所述中空腔体上下间隔设置有多层隔板(13)以形成多层上下连通的液冷通道，最下层所述隔板(13)与所述内壁体(11)、所述外壁体(12)围成绝热腔体(14)。2.根据权利要求1所述的水冷屏，其特征在于，所述绝热腔体(14)内填充有空气。3.根据权利要求1所述的水冷屏，其特征在于，所述绝热腔体(14)为真空腔体。4.根据权利要求1所述的水冷屏，其特征在于，所述绝热腔体(14)内填充隔热保温件或隔热保温气体。5.根据权利要求1
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4中任一项所述的水冷屏，其特征在于，所述绝热腔体(14)高度为10mm
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【专利技术属性】
技术研发人员：请求不公布姓名，马新成，
申请(专利权)人：三一硅能株洲有限公司，
类型：新型
国别省市：