一种单晶炉余热回收装置的制作方法

摘要: 本发明属于单晶炉,具体的说是一种单晶炉余热回收装置。背景技术:1、单晶炉是一种核心的半导体设备,其功能是在惰性气体环境中通过加热将多晶硅等原料熔化,并通过直拉法...
一种单晶炉余热回收装置的制作方法

本发明属于单晶炉,具体的说是一种单晶炉余热回收装置。

背景技术:

1、单晶炉是一种核心的半导体设备,其功能是在惰性气体环境中通过加热将多晶硅等原料熔化,并通过直拉法工艺生长出高纯度、无位错的单晶硅棒,传统的单晶炉生产流程中,在晶体生长完成后需要进行停炉冷却阶段,这一阶段通常会产生大量的余热。

2、在传统的单晶炉停炉冷却过程中,热能通常通过传统的自然冷却或冷却水循环来进行处理,自然冷却指的是将热炉内元件的热量直接散发到环境大气中,而冷却水循环则是通过循环流动的循环冷却水对余热进行带走。

3、在半导体工业中,单晶炉的主要任务是生产单晶硅,这是制造集成电路和其他半导体产品的重要步骤,传统为了有效且精确地控制晶体生长过程的温度,炉体通过循环使用冷却水来实现,这种方式不仅能够提高生产效率,还能够在温度控制方面做得更加精准,然而,在单晶炉停炉冷却阶段,冷却水循环会将大量的余热带走,进而容易导致大量能源的浪费。

4、为此,本发明提供一种单晶炉余热回收装置。

技术实现思路

1、为了弥补现有技术的不足,解决背景技术中所提出的至少一个技术问题。

2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:本发明所述的一种单晶炉余热回收装置,包括炉体和石墨锅;所述石墨锅安装在炉体的底端内部;还包括回收箱,且回收箱固接在炉体的外部;所述回收箱与炉体之间固接有通热管;所述通热管上固接有一号电多通阀,且一号电多通阀位于回收箱的内部;所述回收箱的内部固接有蓄热箱,且蓄热箱通过一号短管与一号电多通阀相连通;所述一号电多通阀上固接有一号导热管;所述一号导热管远离一号电多通阀的一端固接有二号电多通阀;所述回收箱的底端内部固接有热料箱,热料箱内开设有预热腔,蓄热箱位于热料箱的上方,且热料箱的预热腔通过二号短管与二号电多通阀相连通;所述热料箱的内壁滑动连接有抽拉盒。

3、优选的,所述二号电多通阀上固接有二号导热管;所述抽拉盒的内部固接有螺纹管,且二号导热管远离二号电多通阀的一端能够与螺纹管的一端相连通;所述抽拉盒的内部靠近螺纹管远离二号导热管的一端开设有送气槽,且送气槽与螺纹管能够相连通。

4、优选的,所述回收箱上靠近热料箱处固接有换热块,且换热块贴合石墨锅的外壁;所述换热块的一侧固接有换热板,且换热板位于预热腔内;所述换热板上固接有多个聚热块,且多个聚热块位于预热腔内。

5、优选的,所述蓄热箱的内壁固接有多个蓄热板,蓄热板的截面形状为s形;所述蓄热板上固接有多个遮流板,多个遮流板分别位于蓄热板的顶面和底面,且多个遮流板的长短不一;所述蓄热板上开设有多个流通孔。

6、优选的,所述炉体上且位于回收箱的上方固接有一号通管;所述一号通管远离炉体的一端固接有预热盒,且预热盒固接在回收箱的顶面;所述预热盒远离一号通管的一端固接有二号通管;所述二号通管远离预热盒的一端固接有三号电多通阀;所述三号电多通阀远离二号通管的一端固接有三号通管;所述预热盒的内壁固接有导热板,导热板由宽板和圆筒所组成,圆筒位于预热盒的内部,宽板位于预热盒、回收箱和蓄热板的内部,且宽板固接在多个蓄热板上。

7、优选的,所述蓄热板和预热盒之间固接有通气管;所述预热盒的内部开设有蓄热腔,且蓄热腔能够通过通气管与蓄热箱相连通。

8、优选的,所述导热板上开设有多个长条槽;所述导热板的宽板上位于顶部位置开设有多个分流槽。

9、优选的,所述回收箱的内部靠近热料箱的上方固接有蓄水箱;所述蓄水箱上分别固接有进水管和出水管,进水管和出水管上均固接有电磁阀;所述蓄热箱与蓄水箱之间固接有四号电多通阀,且蓄热箱能够通过四号电多通阀与蓄水箱相连通;所述蓄热箱的内部靠近四号电多通阀处固接有分隔板。

10、优选的,所述回收箱的内部靠近蓄水箱的上方固接有通气箱;所述通气箱与三号电多通阀之间固接有导气管;所述导气管上位于通气箱的内部固接有一号单向阀;所述通气箱与二号通管之间固接有挤气管;所述挤气管上固接有二号单向阀;所述蓄水箱的顶端开设有通气槽;所述通气箱的内部滑动连接有活塞,且活塞位于通气槽的上方;所述通气箱的内部固接有电缸;所述电缸的输出端固接有连接板,且连接板固接在活塞的一侧。

11、优选的,所述通气箱的内部开设有热流槽;所述四号电多通阀与热流槽之间固接有分气管;所述热流槽的底端与蓄水箱之间固接有回流管,且回流管上固接有三号单向阀。

12、本发明的有益效果如下:

13、1.本发明所述的一种单晶炉余热回收装置,通过在炉体停炉冷却时,开启耐高温的一号电多通阀,炉内余热经通热管、一号短管进入蓄热箱暂存,可供厂区供暖等使用;同时部分余热经一号导热管、二号电多通阀、二号短管送入热料箱的预热腔,对抽拉盒内单晶硅原料进行预热,减少后续加热能耗,实现余热回收,降低能源成本并减少热排放,若无需预热原料,关闭相关阀门,余热全部存入蓄热箱,后续炉体无余热时,可单独开启蓄热箱至热料箱通道,继续利用储存热量预热原料,实现余热跨生产周期利用。

14、2.本发明所述的一种单晶炉余热回收装置,通过在等径阶段需小流量通入氩气,氩气经三号通管、三号电多通阀进入导气管,经一号单向阀存入回收箱内的通气箱,同时,蓄热箱余热经四号电多通阀送入蓄水箱加热水体,水受热膨胀推动浮动活塞上移,压缩氩气腔,将通气箱内的氩气经挤气管、二号单向阀及二号通管压送至炉内,电缸与连接板可辅助推送,但优先利用余热驱动,推送完成后排出热水以及换入冷水,活塞靠自重下落,准备下次接收氩气,该方式无需大功率气泵,利用水体积变化与余热完成小流量氩气增压输送,降低能耗,提升能源利用效率。

1.一种单晶炉余热回收装置,包括炉体和石墨锅;所述石墨锅安装在炉体的底端内部;其特征在于:还包括回收箱,且回收箱固接在炉体的外部;所述回收箱与炉体之间固接有通热管;所述通热管上固接有一号电多通阀,且一号电多通阀位于回收箱的内部;所述回收箱的内部固接有蓄热箱,且蓄热箱通过一号短管与一号电多通阀相连通;所述一号电多通阀上固接有一号导热管;所述一号导热管远离一号电多通阀的一端固接有二号电多通阀;所述回收箱的底端内部固接有热料箱,热料箱内开设有预热腔,蓄热箱位于热料箱的上方,且热料箱的预热腔通过二号短管与二号电多通阀相连通;所述热料箱的内壁滑动连接有抽拉盒。

2.根据权利要求1所述的一种单晶炉余热回收装置,其特征在于:所述二号电多通阀上固接有二号导热管;所述抽拉盒的内部固接有螺纹管,且二号导热管远离二号电多通阀的一端能够与螺纹管的一端相连通;所述抽拉盒的内部靠近螺纹管远离二号导热管的一端开设有送气槽,且送气槽与螺纹管能够相连通。

3.根据权利要求1所述的一种单晶炉余热回收装置,其特征在于:所述回收箱上靠近热料箱处固接有换热块,且换热块贴合石墨锅的外壁;所述换热块的一侧固接有换热板,且换热板位于预热腔内;所述换热板上固接有多个聚热块,且多个聚热块位于预热腔内。

4.根据权利要求1所述的一种单晶炉余热回收装置,其特征在于:所述蓄热箱的内壁固接有多个蓄热板,蓄热板的截面形状为s形;所述蓄热板上固接有多个遮流板,多个遮流板分别位于蓄热板的顶面和底面,且多个遮流板的长短不一;所述蓄热板上开设有多个流通孔。

5.根据权利要求4所述的一种单晶炉余热回收装置,其特征在于:所述炉体上且位于回收箱的上方固接有一号通管;所述一号通管远离炉体的一端固接有预热盒,且预热盒固接在回收箱的顶面;所述预热盒远离一号通管的一端固接有二号通管;所述二号通管远离预热盒的一端固接有三号电多通阀;所述三号电多通阀远离二号通管的一端固接有三号通管;所述预热盒的内壁固接有导热板,导热板由宽板和圆筒所组成,圆筒位于预热盒的内部,宽板位于预热盒、回收箱和蓄热板的内部,且宽板固接在多个蓄热板上。

6.根据权利要求5所述的一种单晶炉余热回收装置,其特征在于:所述蓄热板和预热盒之间固接有通气管;所述预热盒的内部开设有蓄热腔,且蓄热腔能够通过通气管与蓄热箱相连通。

7.根据权利要求5所述的一种单晶炉余热回收装置,其特征在于:所述导热板上开设有多个长条槽;所述导热板的宽板上位于顶部位置开设有多个分流槽。

8.根据权利要求1所述的一种单晶炉余热回收装置,其特征在于:所述回收箱的内部靠近热料箱的上方固接有蓄水箱;所述蓄水箱上分别固接有进水管和出水管,进水管和出水管上均固接有电磁阀;所述蓄热箱与蓄水箱之间固接有四号电多通阀,且蓄热箱能够通过四号电多通阀与蓄水箱相连通;所述蓄热箱的内部靠近四号电多通阀处固接有分隔板。

9.根据权利要求5所述的一种单晶炉余热回收装置,其特征在于:所述回收箱的内部靠近蓄水箱的上方固接有通气箱;所述通气箱与三号电多通阀之间固接有导气管;所述导气管上位于通气箱的内部固接有一号单向阀;所述通气箱与二号通管之间固接有挤气管;所述挤气管上固接有二号单向阀;所述蓄水箱的顶端开设有通气槽;所述通气箱的内部滑动连接有活塞,且活塞位于通气槽的上方;所述通气箱的内部固接有电缸;所述电缸的输出端固接有连接板,且连接板固接在活塞的一侧。

10.根据权利要求9所述的一种单晶炉余热回收装置,其特征在于:所述通气箱的内部开设有热流槽;所述四号电多通阀与热流槽之间固接有分气管;所述热流槽的底端与蓄水箱之间固接有回流管,且回流管上固接有三号单向阀。