CN102586874A - 一种用于超高温的钨杆加热器 - Google Patents

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李坚
侯秉强
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Abstract

本发明公开一种用于超高温的钨杆加热器，包括由金属钨制成的钨法兰和多根钨杆，钨法兰由多个弧状单元构成，这些弧状单元分为沿两个半圆分布的数目相等的第一组和第二组，每根钨杆包括第一直段、第二直段和连接于第一直段和第二直段之间的过渡段而呈 U 型，且每根第一直段、第二直段分别垂直固装在第一组、第二组中的弧状单元上，整个加热器呈笼状，每个弧状单元上径向向外延伸设置有金属钨制成的电极引出端。本设计将铜电极改为钨电极，带来的优点是： 1 、不需要水冷却，消除热损耗； 2 、较低功率实现较高温度，节约电能； 3 、杜绝爆炸隐患； 4 、结构简单，成本得到降低； 5 、既节省材料，又降低了工艺难度。

Description

一种用于超高温的钨杆加热器
技术领域
本发明涉及一种用于超高温的钨杆加热器。
背景技术
现在蓝宝石晶体生长炉，广泛采用的是铜电极引出钨杆发热体。由于蓝宝石晶体生长过程中很长时间保持在2200℃左右，为了保护铜电极而采取水冷结构（如附图1及附图2所示的结构，钨杆1’两端分别装在两个铜法兰上，每根钨杆1’包括第一直段101’、第二直段102’和过渡段103’，对应的第一直段101’、第二直段102’上分别设置有弧形固定杆3’，再分别在两个铜法兰上安装铜半环电极2’，在铜半环电极2’的内部设置有冷却水通道），它带来的问题是：1、热损失较大；2、需要更高的功率维持温度；3、铜电极水冷结构在高温中产生安全隐患（若出现突然停电导致供水不充足，铜电极会出现瞬间温度过高，水冷电极内水蒸气压力急剧增加，会出现爆炸事故）；4、为保护铜电极，要求的保温屏4’的结构也比较特殊，要包括圆周向包绕在加热器外部的保温屏，还有在铜电极的上下两侧分别加上一层形状相适配的保温屏，增加了工艺难度，增大了成本。
发明内容
本发明的目的是提供一种高效、安全的用于超高温的钨杆加热器。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种用于超高温的钨杆加热器，包括由金属钨制成的钨法兰和多根钨杆，所述的钨法兰由多个弧状单元构成，这些所述的弧状单元分为沿两个半圆分布的数目相等的第一组和第二组，每根所述的钨杆包括第一直段、第二直段和连接于所述的第一直段和第二直段之间的过渡段而呈U型，且每根所述的第一直段垂直固装在所述的第一组中的所述的弧状单元上、所述的第二直段垂直固装在所述的第二组中的所述的弧状单元上，整个加热器呈笼状，固装在同一所述的弧状单元上的所述的第一直段或第二直段上横向设置有多道弧形固定杆，每个所述的弧形固定杆平行于对应的所述的弧状单元所在的平面，每个所述的弧状单元上径向向外延伸设置有金属钨制成的电极引出端。
优选地，所述的钨电极和钨弧状单元的数目为多个。
优选地，这些所述的过渡段上分别具有凸出或凹进的弯折部。
优选地，每个所述的弧形固定杆分别包括固定于内侧的内弧杆和固定于外侧的外弧杆。
优选地，所述的弧形固定杆由金属钨制成。
优选地，所述的电极引出端通过径向穿过对应的所述的弧状单元的螺钉而固定安装在所述的弧状单元上。
本发明的有益效果是：本设计将传统技术中的加热器的铜电极改为钨电极，带来的优点是：1、不需要水冷却机构，就消除了热损耗；2、要求同样的温度时，不需要传统技术中那么高的功率就能够实现，节约了电能；3、杜绝了因突然停电导致供水不充足而带来的爆炸隐患；4、适用于本加热器的保温屏的结构也变得简单，不需在钨电极的上下两侧再加保温屏，既节省材料，又降低了工艺难度。
附图说明
附图1为传统技术中的加热器的主视示意图；
附图2为传统技术中的加热器的立体示意图；
附图3为本发明的用于超高温的钨杆加热器的主视示意图；
附图4为本发明的用于超高温的钨杆加热器的立体示意图（钨法兰包括2个弧状单元）；
附图5为本发明的用于超高温的钨杆加热器的立体示意图（钨法兰包括6个弧状单元）。
附图中：1’、钨杆；101’、第一直段；102’、第二直段；103’、过渡段；2’铜半环电极、；3’、弧形固定杆；4’、保温屏；
1、钨杆；101、第一直段；102、第二直段；103、过渡段；2、弧状单元；3、弧形固定杆；4、保温屏；5、电极引出端。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明的技术方案作以下详细描述：
如附图3、附图4及附图5所示，本发明的用于超高温的钨杆1加热器，包括由金属钨制成的钨法兰和多根钨杆1，钨法兰由多个弧状单元2构成，这些弧状单元2分为沿两个半圆分布的数目相等的第一组和第二组，每根钨杆1包括第一直段101、第二直段102和连接于第一直段101和第二直段102之间的过渡段103而呈U型，且每根第一直段101垂直固装在第一组中的弧状单元2上、第二直段102垂直固装在第二组中的弧状单元2上，整个加热器呈笼状，固装在同一弧状单元2上的第一直段101或第二直段102上横向设置有多道弧形固定杆3，每个弧形固定杆3平行于对应的弧状单元2所在的平面，每个弧状单元2上径向向外延伸设置有金属钨制成的电极引出端5，通常地，钨法兰包括的弧状单元2的数目为多个（附图4及附图5分别示出了2个和6个的结构示意图），这些过渡段103上分别具有凸出或凹进的弯折部，每个弧形固定杆3分别包括固定于内侧的内弧杆和固定于外侧的外弧杆，以更好地固定这些钨杆1，弧形固定杆3由金属钨制成，电极引出端5通过径向穿过对应的弧状单元2的螺钉而固定安装在弧状单元2上。
本发明的设计将传统技术中的加热器的铜电极改为钨电极，带来的优点是：1、不需要水冷却机构，就消除了热损耗；2、要求同样的温度时，不需要传统技术中那么高的功率就能够实现，节约了电能；3、杜绝了因突然停电导致供水不充足而带来的爆炸隐患；4、适用于本加热器的保温屏4的结构也变得简单，不需在钨电极的上下两侧再加保温屏4，既节省材料，又降低了工艺难度。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种用于超高温的钨杆加热器，其特征在于：包括由金属钨制成的钨法兰和多根钨杆，所述的钨法兰由多个弧状单元构成，这些所述的弧状单元分为沿两个半圆分布的数目相等的第一组和第二组，每根所述的钨杆包括第一直段、第二直段和连接于所述的第一直段和第二直段之间的过渡段而呈U型，且每根所述的第一直段垂直固装在所述的第一组中的所述的弧状单元上、所述的第二直段垂直固装在所述的第二组中的所述的弧状单元上，整个加热器呈笼状，固装在同一所述的弧状单元上的所述的第一直段或第二直段上横向设置有多道弧形固定杆，每个所述的弧形固定杆平行于对应的所述的弧状单元所在的平面，每个所述的弧状单元上径向向外延伸设置有金属钨制成的电极引出端。
2.根据权利要求1所述的一种用于超高温的钨杆加热器，其特征在于：这些所述的过渡段上分别具有凸出或凹进的弯折部。
3.根据权利要求1或2中任意一项所述的一种用于超高温的钨杆加热器，其特征在于：每个所述的弧形固定杆分别包括固定于内侧的内弧杆和固定于外侧的外弧杆。
4.根据权利要求3所述的一种用于超高温的钨杆加热器，其特征在于：所述的弧形固定杆由金属钨制成。
5.根据权利要求1所述的一种用于超高温的钨杆加热器，其特征在于：所述的电极引出端通过径向穿过对应的所述的弧状单元的螺钉而固定安装在所述的弧状单元上。
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