一种单晶炉用高导热性水冷热屏换热器的制作方法

1.本发明属于单晶炉换热器领域，具体的说是一种单晶炉用高导热性水冷热屏换热器。


背景技术：

2.换热器是用来进行热交换的装置，在各种工业生产和加工制作领域都会使用到换热器，在一些要求较高的工业制作中对换热器的要求就会变高，尤其是在单晶硅生长领域，对换热器的要求就会更高；
3.申请号为cn106482538b的一项中国专利公开了换热器，包括：沿第一方向排列的多个换热管；以及沿第二方向排列的多个翅片，多个翅片中的每一个都包括：翅片主体，形成在翅片主体中的、用于设置换热管的翅片槽，采用本发明的实施例的换热器，例如可以改进换热器的制造工艺；
4.现有的换热器一般采用316不锈钢制作换热器中的换热结构，但是316 不锈钢的导热效果一般，在一些要求较高的工业制作如：单晶炉拉晶的生产过程中，较慢的导热效果会导致生产效率低下的问题。
5.为此，本发明提供一种单晶炉用高导热性水冷热屏换热器。


技术实现要素：

6.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。
7.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用高导热性水冷热屏换热器，包括安装于单晶炉本体中的换热器本体，所述换热器本体为铬锆铜材料制作，启动单晶炉本体进行制备工作，向换热器本体中加热交换水，由于换热器本体为铬锆铜材料制作，铬锆铜相比与世面上常用的316不锈钢有着更好的导热效果，铬锆铜材料具有优良的导电性、导热性，硬度高，耐磨抗爆，且抗裂性以及软化温度高，通过材料的改进，不仅提高了换热效率，同时提高了设备的使用寿命。
8.所述换热器本体包括外壳和内壳，所述内壳的一侧底端固定安装有进水管，所述内壳的另一侧顶端固定安装有出水管，且内壳整体成圆台形设置，所述外壳和内壳之间开设有螺旋换热腔体，所述螺旋换热腔体的内侧滑动连接有清理组件，且内壳的一侧靠底端安装有翻转门，具体加水步骤为，通过进水管向螺旋换热腔体加水，换热后的水再从出水管向外流出，利用下进上出的设置，保证了换热器本体中不会存在空腔，保证了其换热效果，同时螺旋换热腔体的圆台形设置，可以增加与外界的接触面积，从而提高换热效果，同时配合清理组件的设置，当水流进入螺旋换热腔体中后，会使得清理组件在螺旋换热腔体中移动，之后随着水流将螺旋换热腔体的内部摩擦一遍，从而可以有效的清除换热器本体中的残留水垢，减少了水垢的堆积，水流停止流动后，配合螺旋换热腔体的水平倾斜式设计，清理组件会在重力的作用下，滑动至底端，等待下一次清理工作，也可以将翻转门开启，将清理组件向外取出进行定期清理，通过减少水垢的附着，不仅可以减少后续清理换热器本体
内部的时间和精力，同时干净的换热器本体还能保证其换热效果。
9.所述清理组件包括摩擦筒，所述摩擦筒呈圆柱形设置，所述摩擦筒的外侧设置有四组摩擦板，所述摩擦板的外侧呈半圆形设置，四组所述摩擦板在摩擦筒的外侧等距排列，且两两平行，所述摩擦筒的内侧固定安装有若干组连接臂，所述连接臂的外侧呈弧形设置，配合摩擦板外侧半圆形设置，两组摩擦板的接触面积已经可以包含整体螺旋换热腔体的内壁，通过四组摩擦板的设置实现了双层清扫的效果，从而增大了清扫效果，同时配合若干组弧形设置的连接臂，使得摩擦筒的在水流的作用下会发生旋转，配合旋转清扫的方式，进一步提高了对螺旋换热腔体内壁的清理效果，进一步减少了水垢附着在换热器本体中的问题。
10.所述摩擦筒的内侧设置有固定轴，所述固定轴的外侧与若干组连接臂固定连接，所述固定轴的内侧转动连接有转杆一，所述转杆一的外侧靠一端固定安装有旋转扇，所述传动臂的一端固定安装有连接轴，所述连接轴与转杆一的外侧转动连接，所述连接轴的外侧固定安装有传动臂，所述传动臂的一端与摩擦板连接，所述摩擦筒的外侧开设有四组活动槽，所述摩擦板位于活动槽的内侧，配合旋转扇的设置，可以带动转杆一发生旋转，转杆一旋转时在摩擦力的带动下，会带动连接轴、传动臂和摩擦板在活动槽的内侧进行运动，同时配合摩擦筒的旋转，可以进一步增加对螺旋换热腔体内壁的清理效果，进一步减少了水垢附着在换热器本体中的问题。
11.所述连接轴的两端均开设有倾斜槽，两组所述倾斜槽分别位于连接轴的两侧，且连接轴的两端均活动连接有圆球，所述圆球与倾斜槽呈平行设置，配合倾斜槽的设置，当清理组件自上而下回归移动时，会使得传动臂发生转动，使得转杆一移动到倾斜槽的内侧，此时由于发生旋转，导致转杆一与连接轴不再垂直，导致摩擦板不再与螺旋换热腔体的内壁冲分接触，使得清理组件可以顺利向下滑动，当清理组件自下向上移动时，在水流的推动向，摩擦筒向前移动，使得连接轴旋转至竖直状态，让摩擦板可以充分接触螺旋换热腔体内壁，从而在保证了清理效果的同时，还能让清理组件更轻松回归到螺旋换热腔体底部，而圆球的设置，可以保证连接轴与转杆一垂直接触后，还可以正常转动。
12.所述转杆一的外侧固定安装有四组凸块，所述传动臂的内侧开设有空心槽，所述空心槽的内侧固定安装有转杆二，所述转杆二的外侧转动连接有长杆，所述长杆的两组分别固定安装有撞击块一和撞击块二，随着转杆一的转动，会带动凸块进行转动，使得凸块会与撞击块一发生撞击，在转杆二和长杆的配合下，让撞击块二发生运动，使得撞击块二撞击传动臂，让摩擦板震动，通过震动效果，可以进一步增加摩擦板对螺旋换热腔体内部的清理效果，从而进一步减少了水垢附着在换热器本体中的问题。
13.所述凸块的截面呈椭圆形设置，所述凸块的外侧开设有凹槽，所述凸块为弹性材料制作，配合凸块外侧开设有凹槽可以保证凸块对撞击块二的传动效果，且配合凸块的弹性材料设置，可以减少凸块与连接轴之间的摩擦，防止凸块长期摩擦连接轴内壁，造成连接轴内壁损伤的问题。
14.所述凸块内侧呈空心设置，所述凸块的内侧设置有若干组移动球，由于凸块内部为空心设置，当凸块和撞击块一发生撞击后，回到凸块暂时收缩，之后在离心力的作用下，凸块中的移动球向凸块的顶端移动，并形成聚集，保证下一次撞击过程力度足够，从而既保证了传动效果，同时也进一步减少了凸块对连接轴内壁的磨损问题。
15.所述摩擦板的外侧设置有铁丝圈，所述铁丝圈呈波浪形设置，且摩擦板的外侧设置有毛刷，所述毛刷位于铁丝圈的一侧，配合铁丝圈和毛刷的双层配合，利用铁丝圈来减少水垢的附着力后，再通过毛刷进行再次的清理，可以有效的增加水垢的去除效果，同时配合铁丝圈的波浪形设置，可以让铁丝圈在旋转清理时，在横向也有一定的清理面积和效果，从而进一步增加了清理水垢的功效。
16.所述铁丝圈与毛刷之间设置有若干组变形组件，变形组件包括铁丝网罩二和铁丝网罩一，所述铁丝网罩二呈长条形设置，所述铁丝网罩一呈半月形设置，所述铁丝网罩一和铁丝网罩二的内侧均呈空心状设置，且铁丝网罩二的一端与铁丝网罩一的中部连接，加上若干组变形组件和毛刷、铁丝圈形成三层清理层，进一步增加清理效果的同时，由于若干组铁丝网罩二为长条形设置，在清理组件螺旋清扫时，可以增加横向的清扫效果，而半月形的铁丝网罩一，可以保证竖向的清扫效果，且由于铁丝网罩一和铁丝网罩二的内侧均呈空心状设置，使得铁丝网罩一和铁丝网罩二再受到压力时，会向另一侧进行挤压，使得另一侧向外凸起，从而能够增加接触面积和接触硬度，进一步增加去水垢的效果。
17.本发明的有益效果如下：
18.1.本发明所述的一种单晶炉用高导热性水冷热屏换热器，通过将换热器本体改为铬锆铜材料，由于铬锆铜材料具有优良的导电性、导热性，硬度高，耐磨抗爆，且抗裂性以及软化温度高，通过材料的改进，不仅提高了换热效率，同时提高了设备的使用寿命。
19.2.本发明所述的一种单晶炉用高导热性水冷热屏换热器，通过将换热器本体改变成倾斜螺旋状态，同时在内部设置清理组件，不仅增加了换热效果，同时可以有效的减少换热器内部的水垢，从而减少了后续清理换热器本体内部的时间和精力，同时干净的换热器本体还能保证其高效的换热效果。
附图说明
20.下面结合附图对本发明作进一步说明。
21.图1是本发明的侧面剖视图；
22.图2是本发明中换热器本体的立体图；
23.图3是本发明中内壳的正视图；
24.图4是本发明中清理组件的正面剖视图；
25.图5本发明中传动臂和转杆一的连接剖视图；
26.图6是铬锆铜材料的相关性能示意图；
27.图中：1、单晶炉本体；2、换热器本体；3、进水管；4、出水管；5、外壳；51、内壳；52、螺旋换热腔体；6、清理组件；7、翻转门；8、摩擦筒； 9、旋转扇；10、转杆一；11、传动臂；12、固定轴；13、连接臂；14、活动槽；15、摩擦板；16、连接轴；17、倾斜槽；18、圆球；19、凸块；20、凹槽；21、移动球；22、撞击块二；23、空心槽；24、转杆二；25、长杆；26、撞击块一；27、铁丝网罩一；28、铁丝网罩二；29、毛刷；30、铁丝圈。
具体实施方式
28.为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
29.实施例一
30.如图1和图6所示，本发明实施例所述的一种单晶炉用高导热性水冷热屏换热器，包括安装于单晶炉本体1中的换热器本体2，所述换热器本体2为铬锆铜材料制作，工作时，启动单晶炉本体1进行制备工作，向换热器本体2 中加热交换水，由于换热器本体2为铬锆铜材料制作，铬锆铜相比与世面上常用的316不锈钢有着更好的导热效果；
31.316不锈钢，其密度7.98g/cm3，导热系数如下表：
[0032][0033]
而铬锆铜(cucr1zr)材料的相关性能如图6所示；
[0034]
铬锆铜材料具有优良的导电性、导热性，硬度高，耐磨抗爆，且抗裂性以及软化温度高，通过材料的改进，不仅提高了换热效率，同时提高了设备的使用寿命。
[0035]
如图2-4所示，所述换热器本体2包括外壳5和内壳51，所述内壳51的一侧底端固定安装有进水管3，所述内壳51的另一侧顶端固定安装有出水管 4，且内壳51整体成圆台形设置，所述外壳5和内壳51之间开设有螺旋换热腔体52，所述螺旋换热腔体52的内侧滑动连接有清理组件6，且内壳51的一侧靠底端安装有翻转门7，工作时，具体加水步骤为，通过进水管3向螺旋换热腔体52加水，换热后的水再从出水管4向外流出，利用下进上出的设置，保证了换热器本体2中不会存在空腔，保证了其换热效果，同时内壳52的圆台形设置，可以增加与外界的接触面积，从而提高换热效果，同时配合清理组件6的设置，当水流进入螺旋换热腔体52中后，会使得清理组件6在螺旋换热腔体52中移动，之后随着水流将螺旋换热腔体52的内部摩擦一遍，从而可以有效的清除换热器本体2中的残留水垢，减少了水垢的堆积，水流停止流动后，配合螺旋换热腔体52的水平倾斜式设计，清理组件6会在重力的作用下，滑动至底端，也可以通过反向通水的方法让其归位，等待下一次清理工作，也可以将翻转门7开启，将清理组件6向外取出进行定期清理，通过减少水垢的附着，不仅可以减少后续清理换热器本体2内部的时间和精力，同时干净的换热器本体2还能保证其换热效果。
[0036]
实施例二
[0037]
如图2-6所示，对比实施例一，其中本发明的另一种实施方式为：所述清理组件6包括摩擦筒8，所述摩擦筒8呈圆柱形设置，所述摩擦筒8的外侧设置有四组摩擦板15，所述摩擦板15的外侧呈半圆形设置，四组所述摩擦板 15在摩擦筒8的外侧等距排列，且两两平行，所述摩擦筒8的内侧固定安装有若干组连接臂13，所述连接臂13的外侧呈弧形设置，工作时，配合摩擦板 15外侧半圆形设置，两组摩擦板15的接触面积已经可以包含整体螺旋换热腔体52的内壁，通过四组摩擦板15的设置实现了双层清扫的效果，从而增大了清扫效果，同时配合若干组弧形设置的连接臂13，使得摩擦筒8的在水流的作用下会发生旋转，配合旋转清扫的方式，进一步提高了对螺旋换热腔体 52内壁的清理效果，进一步减少了水垢附着在换热器本体2中的问题。
[0038]
所述摩擦筒8的内侧设置有固定轴12，所述固定轴12的外侧与若干组连接臂13固定连接，所述固定轴12的内侧转动连接有转杆一10，所述转杆一 10的外侧靠一端固定安装
有旋转扇9，所述传动臂11的一端固定安装有连接轴16，所述连接轴16与转杆一10的外侧转动连接，所述连接轴16的外侧固定安装有传动臂11，所述传动臂11的一端与摩擦板15连接，所述摩擦筒8 的外侧开设有四组活动槽14，所述摩擦板15位于活动槽14的内侧，工作时，配合旋转扇9的设置，可以带动转杆一10发生旋转，转杆一10旋转时在摩擦力的带动下，会带动连接轴16、传动臂11和摩擦板15在活动槽14的内侧进行运动，同时配合摩擦筒8的旋转，可以进一步增加对螺旋换热腔体52内壁的清理效果，进一步减少了水垢附着在换热器本体2中的问题。
[0039]
所述连接轴16的两端均开设有倾斜槽17，两组所述倾斜槽17分别位于连接轴16的两侧，且连接轴16的两端均活动连接有圆球18，所述圆球18与倾斜槽17呈平行设置，工作时，配合倾斜槽17的设置，当清理组件6自上而下回归移动时，会使得传动臂11发生转动，使得转杆一10移动到倾斜槽 17的内侧，此时由于发生旋转，导致转杆一10与连接轴16不再垂直，导致摩擦板15不再与螺旋换热腔体52的内壁冲分接触，使得清理组件6可以顺利向下滑动，当清理组件6自下向上移动时，在水流的推动向，摩擦筒8向前移动，使得连接轴16旋转至竖直状态，让摩擦板15可以充分接触螺旋换热腔体52内壁，从而在保证了清理效果的同时，还能让清理组件6更轻松回归到螺旋换热腔体52底部，而圆球18的设置，可以保证连接轴16与转杆一 10垂直接触后，还可以正常转动。
[0040]
所述转杆一10的外侧固定安装有四组凸块19，所述传动臂11的内侧开设有空心槽23，所述空心槽23的内侧固定安装有转杆二24，所述转杆二24 的外侧转动连接有长杆25，所述长杆25的两组分别固定安装有撞击块一26 和撞击块二22，工作时，随着转杆一10的转动，会带动凸块19进行转动，使得凸块19会与撞击块一26发生撞击，在转杆二24和长杆25的配合下，让撞击块二22发生运动，使得撞击块二22撞击传动臂11，让摩擦板15震动，通过震动效果，可以进一步增加摩擦板15对螺旋换热腔体52内部的清理效果，从而进一步减少了水垢附着在换热器本体2中的问题。
[0041]
所述凸块19的截面呈椭圆形设置，所述凸块19的外侧开设有凹槽20，所述凸块19为弹性材料制作，工作时，配合凸块19外侧开设有凹槽20可以保证凸块19对撞击块二22的传动效果，且配合凸块19的弹性材料设置，可以减少凸块19与连接轴16之间的摩擦，防止凸块19长期摩擦连接轴16内壁，造成连接轴16内壁损伤的问题。
[0042]
所述凸块19内侧呈空心设置，所述凸块19的内侧设置有若干组移动球 21，工作时，由于凸块19内部为空心设置，当凸块19和撞击块一26发生撞击后，回到凸块19暂时收缩，之后在离心力的作用下，凸块19中的移动球 21向凸块19的顶端移动，并形成聚集，保证下一次撞击过程力度足够，从而既保证了传动效果，同时也进一步减少了凸块19对连接轴16内壁的磨损问题。
[0043]
所述摩擦板15的外侧设置有铁丝圈30，所述铁丝圈30呈波浪形设置，且摩擦板15的外侧设置有毛刷29，所述毛刷29位于铁丝圈30的一侧，工作时，配合铁丝圈30和毛刷29的双层配合，利用铁丝圈30来减少水垢的附着力后，再通过毛刷29进行再次的清理，可以有效的增加水垢的去除效果，同时配合铁丝圈30的波浪形设置，可以让铁丝圈30在旋转清理时，在横向也有一定的清理面积和效果，从而进一步增加了清理水垢的功效。
[0044]
所述铁丝圈30与毛刷29之间设置有若干组变形组件，变形组件包括铁丝网罩二28和铁丝网罩一27，所述铁丝网罩二28呈长条形设置，所述铁丝网罩一27呈半月形设置，所述
铁丝网罩一27和铁丝网罩二28的内侧均呈空心状设置，且铁丝网罩二28的一端与铁丝网罩一27的中部连接，工作时，加上若干组变形组件和毛刷29、铁丝圈30形成三层清理层，进一步增加清理效果的同时，由于若干组铁丝网罩二28为长条形设置，在清理组件6螺旋清扫时，可以增加横向的清扫效果，而半月形的铁丝网罩一27，可以保证竖向的清扫效果，且由于铁丝网罩一27和铁丝网罩二28的内侧均呈空心状设置，使得铁丝网罩一27和铁丝网罩二28再受到压力时，会向另一侧进行挤压，使得另一侧向外凸起，从而能够增加接触面积和接触硬度，进一步增加去水垢的效果。
[0045]
工作时，启动单晶炉本体1进行制备工作，向换热器本体2中加热交换水，由于换热器本体2为铬锆铜材料制作，铬锆铜相比与世面上常用的316 不锈钢有着更好的导热效果；
[0046]
316不锈钢，其密度7.98g/cm3，导热系数如下表：
[0047][0048]
而铬锆铜(cucr1zr)材料的相关性能如图6所示；
[0049]
铬锆铜材料具有优良的导电性、导热性，硬度高，耐磨抗爆，且抗裂性以及软化温度高，通过材料的改进，不仅提高了换热效率，同时提高了设备的使用寿命；工作时，具体加水步骤为，通过进水管3向螺旋换热腔体52加水，换热后的水再从出水管4向外流出，利用下进上出的设置，保证了换热器本体2中不会存在空腔，保证了其换热效果，同时内壳52的圆台形设置，可以增加与外界的接触面积，从而提高换热效果，同时配合清理组件6的设置，当水流进入螺旋换热腔体52中后，会使得清理组件6在螺旋换热腔体52 中移动，之后随着水流将螺旋换热腔体52的内部摩擦一遍，从而可以有效的清除换热器本体2中的残留水垢，减少了水垢的堆积，水流停止流动后，配合螺旋换热腔体52的水平倾斜式设计，清理组件6会在重力的作用下，滑动至底端，也可以通过反向通水的方法让其归位，等待下一次清理工作，也可以将翻转门7开启，将清理组件6向外取出进行定期清理，通过减少水垢的附着，不仅可以减少后续清理换热器本体2内部的时间和精力，同时干净的换热器本体2还能保证其换热效果；工作时，配合摩擦板15外侧半圆形设置，两组摩擦板15的接触面积已经可以包含整体螺旋换热腔体52的内壁，通过四组摩擦板15的设置实现了双层清扫的效果，从而增大了清扫效果，同时配合若干组弧形设置的连接臂13，使得摩擦筒8的在水流的作用下会发生旋转，配合旋转清扫的方式，进一步提高了对螺旋换热腔体52内壁的清理效果，进一步减少了水垢附着在换热器本体2中的问题；工作时，配合旋转扇9的设置，可以带动转杆一10发生旋转，转杆一10旋转时在摩擦力的带动下，会带动连接轴16、传动臂11和摩擦板15在活动槽14的内侧进行运动，同时配合摩擦筒8的旋转，可以进一步增加对螺旋换热腔体52内壁的清理效果，进一步减少了水垢附着在换热器本体2中的问题；工作时，配合倾斜槽17的设置，当清理组件6自上而下回归移动时，会使得传动臂11发生转动，使得转杆一10移动到倾斜槽17的内侧，此时由于发生旋转，导致转杆一10与连接轴16不再垂直，导致摩擦板15不再与螺旋换热腔体52的内壁冲分接触，使得清理组件6可以顺利向下滑动，当清理组件6自下向上移动时，在水流的推动向，摩擦筒8向前移动，使得连接轴16旋转至竖直状态，让摩擦板15 可
以充分接触螺旋换热腔体52内壁，从而在保证了清理效果的同时，还能让清理组件6更轻松回归到螺旋换热腔体52底部，而圆球18的设置，可以保证连接轴16与转杆一10垂直接触后，还可以正常转动；工作时，随着转杆一10的转动，会带动凸块19进行转动，使得凸块19会与撞击块一26发生撞击，在转杆二24和长杆25的配合下，让撞击块二22发生运动，使得撞击块二22撞击传动臂11，让摩擦板15震动，通过震动效果，可以进一步增加摩擦板15对螺旋换热腔体52内部的清理效果，从而进一步减少了水垢附着在换热器本体2中的问题；工作时，配合凸块19外侧开设有凹槽20可以保证凸块19对撞击块二22的传动效果，且配合凸块19的弹性材料设置，可以减少凸块19与连接轴16之间的摩擦，防止凸块19长期摩擦连接轴16内壁，造成连接轴16内壁损伤的问题；工作时，由于凸块19内部为空心设置，当凸块19和撞击块一26发生撞击后，回到凸块19暂时收缩，之后在离心力的作用下，凸块19中的移动球21向凸块19的顶端移动，并形成聚集，保证下一次撞击过程力度足够，从而既保证了传动效果，同时也进一步减少了凸块 19对连接轴16内壁的磨损问题；工作时，配合铁丝圈30和毛刷29的双层配合，利用铁丝圈30来减少水垢的附着力后，再通过毛刷29进行再次的清理，可以有效的增加水垢的去除效果，同时配合铁丝圈30的波浪形设置，可以让铁丝圈30在旋转清理时，在横向也有一定的清理面积和效果，从而进一步增加了清理水垢的功效；工作时，加上若干组变形组件和毛刷29、铁丝圈30形成三层清理层，进一步增加清理效果的同时，由于若干组铁丝网罩二28为长条形设置，在清理组件6螺旋清扫时，可以增加横向的清扫效果，而半月形的铁丝网罩一27，可以保证竖向的清扫效果，且由于铁丝网罩一27和铁丝网罩二28的内侧均呈空心状设置，使得铁丝网罩一27和铁丝网罩二28再受到压力时，会向另一侧进行挤压，使得另一侧向外凸起，从而能够增加接触面积和接触硬度，进一步增加去水垢的效果。
[0050]
上述前、后、左、右、上、下均以说明书附图中的图1为基准，按照人物观察视角为标准，装置面对观察者的一面定义为前，观察者左侧定义为左，依次类推。
[0051]
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“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发明和简化描述，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发明保护范围的限制。
[0052]
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界。