一种用于直拉炉的水冷设备的制作方法

本实用新型属于直拉炉附属设备领域，尤其是涉及一种用于直拉炉出口的水冷设备。

背景技术：

在现有的技术中，用于多晶硅转化成单晶硅生产过程中使用直拉炉，直拉炉是一种在惰性气体(氮气、氦气为主)环境中,用加热器将多晶硅等多晶材料熔化,用直拉法生长无错位单晶的设备。在高温环境下熔融状态的单晶硅的温度较高，需要进行冷却才能进行之后的工序，现有技术中常使用布置于炉体下方的水冷管组进行单晶硅棒料的冷却，但目前使用的以环形水道形式排列的水冷管组冷却效率低，要提高冷却效率需要通过增大水冷管组的体积以增大水冷管组与单晶棒料的换热面积，然而在实际应用中炉体下方的空间往往有限，故冷却效率不佳，进而影响了生产效率。

技术实现要素：

本实用新型要解决的问题是提供一种用于直拉炉的水冷设备，尤其适合在同等的体积内增加水冷套与直拉炉的换热面积，进而提高冷却效率。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：

一种用于直拉炉的水冷设备，其特征在于：包括水冷套以及法兰盘；

所述水冷套包括外筒和嵌套于外筒内的内筒；

所述外筒和所述内筒之间设置有螺旋形水道；

所述螺旋形水道的一端与设置于所述水冷套的进水口连接；

所述螺旋形水道的另一端与设置于所述水冷套的出水口连接；

所述水冷套通过所述法兰盘可拆卸的与直拉炉出料口连接。

本技术方案中，将冷却水道设计成螺旋形，在同等的水套长度下，与原先的环形冷却水道相比，冷却水道与单晶硅棒料的接触面积更大，提高了冷却效率。

所述水冷套还包括分别连接于所述水冷套两端面的端盖，增强了水冷套的密封性，防止冷却水从外筒和内筒之间可能存在的焊接缝隙中泄漏。

所述水冷套通过支撑件与法兰盘可拆卸的连接，法兰盘的型号与直拉炉的型号相匹配，将所述水冷套可拆卸的安装于直拉炉出料口处，以实现对单晶硅棒料的冷却，提高生产效率。

进一步地，作为优选地，

所述螺旋形水道的直径不大于所述水冷套厚度的3/4；

所述螺旋形水道沿圆柱螺旋线布置；

所述圆柱螺旋线基圆半径大于所述内壁内径，小于所述外壁外径；

所述圆柱螺旋线螺距为1.2～1.5倍所述螺旋形水道半径。

以上是螺旋形水道的较优选方案，能起到较好的冷却效果。

作为优选地，所述法兰盘边缘设置有U型槽。通过以上设置能够与直拉炉出料部位的U型槽相匹配，通过螺栓穿过U型槽将法兰盘与直拉炉连接。免去了在直拉炉上开设螺栓孔的麻烦。同时也避免了对直拉炉的结构强度造成破坏。

作为优选地，所述内筒的内壁上设置有陶瓷涂层。通过以上设置，减小单晶硅棒料在提拉过程中与水冷套内壁的摩擦，使提拉过程更加顺畅，同时避免摩擦引起的单晶硅棒料损坏。

本实用新型具有的优点和积极效果是：由于采用上述技术方案，通过增大冷却水道与单晶硅棒料的换热面积，提高了冷却效率。

附图说明

图1是本实用新型一实施例的结构示意图

图2是本实用新型一实施例的水冷套结构示意图

图3是本实用新型一实施例的法兰盘结构示意图

图4是本实用新型一实施例的水冷套外筒剖视示意图

图5是本实用新型一实施例的水冷套内筒剖视示意图

图中：

1、水冷套 2、法兰盘 3、支撑件

1-1、螺旋形水道 1-2、进水口 1-3、出水口

2-1、U型槽

具体实施方式

如图1、本实用新型一实施例的结构示意图所示，本实用新型的一实施例提供了一种用于直拉炉的水冷设备，包括水冷套1以及法兰盘2；

水冷套1包括外筒和嵌套于外筒内的内筒；

外筒和内筒之间设置有螺旋形水道1-1；

螺旋形水道1-1的一端与设置于水冷套1的进水口1-2连接；

螺旋形水道1-1的另一端与设置于水冷套1的出水口1-3连接；

水冷套1通过法兰盘2可拆卸的与直拉炉出料口连接。

将冷却水道1-1设计成螺旋形，在同等的水套1长度下，与原先的环形冷却水道相比，冷却水道与单晶硅棒料的接触面积更大，提高了冷却效率。

水冷套1还包括分别连接于水冷套两端面的端盖，增强了水冷套的密封性，防止冷却水从外筒和内筒之间可能存在的焊接缝隙中泄漏。

如图4，图5所示，外筒，内筒上分别由加工出螺旋形水道的一部分，经内筒和外筒焊接后，即可得到具有螺旋形水道的水套。

水冷套通过支撑件与法兰盘可拆卸的连接，法兰盘的型号与直拉炉的型号相匹配，将水冷套可拆卸的安装于直拉炉出料口处，以实现对单晶硅棒料的冷却，提高生产效率。

在本实施例中，作为优选地，

螺旋形水道的直径为水冷套厚度的1/2；

螺旋形水道沿圆柱螺旋线布置；

圆柱螺旋线基圆半径大于内壁内径，小于外壁外径；

圆柱螺旋线螺距为1.3倍螺旋形水道半径。

以上实施例是螺旋形水道的较优选方案，能起到较好的冷却效果。

在本实用新型的其他实施例中，也可以在水套的结构强度的前提下采用其他形式的螺旋形水道。

在本实施例中，法兰盘2边缘设置有U型槽2-1。通过以上设置能够与直拉炉出料部位的U型槽相匹配，通过螺栓穿过U型槽2-1将法兰盘与直拉炉连接。免去了在直拉炉上开设螺栓孔的麻烦。同时也避免了对直拉炉的结构强度造成破坏。

在本实用新型的其他实施例中，也可采用一般形式的法兰盘将水套与直拉炉连接。

在本实施例中，内筒的内壁上设置有陶瓷涂层。通过以上设置，减小单晶硅棒料在提拉过程中与水冷套内壁的摩擦，使提拉过程更加顺畅，同时避免摩擦引起的单晶硅棒料损坏。

以上对本实用新型的实施例进行了详细说明，所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。