CN204265886U - 水冷炉体和包括该水冷炉体的水冷炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种水冷炉体，包括内层炉壁、外层炉壁和三条水冷通道，所述水冷通道分别设置有水冷通道入口与水冷通道出口，三条水冷通道分别螺旋向上缠绕于所述内层炉壁的上部、中部和下部。本实用新型还包括设置有上述水冷炉体的水冷炉。本实用新型分为三层的环绕设计使得水冷炉整体的温度更加均匀。

Description

水冷炉体和包括该水冷炉体的水冷炉

技术领域

本实用新型涉及一种水冷炉体和包括该水冷炉体的水冷炉，属于晶体生长设备的技术领域。

背景技术

蓝宝石单晶炉是LED产业链中重要的晶体生长设备。目前，世界上用于蓝宝石单晶体生长的主流方法有以下几种：导模法、提拉法、热交换法和泡生法。泡生法在引晶、扩肩生长后的晶锭直径较大，有利于生长出大尺寸、低缺陷密度、高品质的蓝宝石单晶体，因此具有更大的优势。

泡生法是将一根受冷的籽晶与三氧化二铝熔液接触后熔化。当界面的温度低于凝固点，则籽晶开始生长，为了使籽晶晶体不断长大，需逐渐降低熔体的温度，同时旋转籽晶装置，以改善熔体的温度分布。当晶体生长到一定阶段时，须缓慢上提籽晶装置，以扩大散热面。晶体生长过程中，炉体最高温度超过2000℃。为保证炉体结构强度和安全，炉体材料必须被冷却，以保持在安全温度。晶体生长过程中，炉内温度场在周向不均匀会导致晶体质量缺陷。而炉内壁温度会影响炉内温度场在周向的均匀性。目前，用于泡生法晶体生长的炉体侧壁，多采用折返形的水路布置。折返形的水路布置中，水流在折返处流动形态紊乱，从而带走更多热量，导致在折返处炉壁温度低于其它部位，造成温度场在周向不均匀。目前，用于泡生法晶体生长的炉体的抽空管道多采用外缠冷却水管冷却，而这种冷却方法对抽空管道冷却不均匀且不充分。目前，用于泡生法晶体生长的炉体的上下盖板多为单层结构，使用单独的水冷铜盘冷却炉体上下壁。单独的水冷铜盘结构比水冷盖板结构成本高，结构复杂。

目前，在泡生法蓝宝石单晶炉中侧壁采用多层螺旋形水道水冷为见诸报道。

实用新型内容

实用新型目的：本实用新型的目的在于针对现有炉体周向温度不均匀问题提供一种散热效果更加均匀的水冷炉体，提供一种便于制造的散热效果更加均匀的水冷炉体。

技术方案：本实用新型所述的水冷炉体，包括内层炉壁、外层炉壁和三条水冷通道，所述水冷通道分别设置有水冷通道入口与水冷通道出口，三条水冷通道分别螺旋向上缠绕于所述内层炉壁的上部、中部和下部。

进一步地，任一所述水冷通道的水冷通道入口均设置于该条水冷通道的水冷通道出口下方。

本实用新型的另一种方案包括内层炉壁、外层炉壁和隔水板，所述隔水板垂直于内层炉壁和外层炉壁，所述隔水板自内层炉壁底部螺旋向上延伸，在内层炉壁与外层炉壁之间的空腔内螺旋环绕内层炉壁若干圈后接合于内层炉壁顶部。

进一步地，还包括若干个水冷通道入口和水冷通道出口，均接合至于隔水板、内层炉壁和外层炉壁围成的水冷通道中。

进一步地，所述水冷通道入口为3个，所述水冷通道出口为三个，其中炉体的底部设置有一个水冷通道入口、炉体的中下部设置有一个水冷通道入口和一个水冷通道出口、炉体的中上部设置有一个水冷通道入口和一个水冷通道出口、炉体的上部设置有一个水冷通道出口。

进一步地，所述炉体中下部设置的一个水冷通道入口和一个水冷通道出口之间的水冷通道内设置有隔板，所述炉体中上部设置的一个水冷通道入口和一个水冷通道出口之间的水冷通道内设置有隔板。

本实用新型还包括包含上述任一水冷炉体的水冷炉。

进一步地，还包括抽空管道法兰，所述抽空管道法兰设置于外层炉壁上。

本实用新型与现有技术相比，其有益效果是：本实用新型分为三层的环绕设计使得水冷炉整体的温度更加均匀。

附图说明

图1为本实用新型的水冷炉的结构示意图。

具体实施方式

下面对本实用新型技术方案进行详细说明，但是本实用新型的保护范围不局限于所述实施例。

实施例1：

现有炉体中设置的水冷管道由于水冷管道较长，很容易出现在水冷管道前端与后端温度差异较大，炉体温度不均的问题。

本实施例的炉体如图1所示，通过设置螺旋形上升的隔水板9一次性地在内层炉壁10与外层炉壁8之间的环形墙体空间内隔离出一条水冷通道，制造方法方便快捷，又在水冷通道上设置多个水冷通道入口5和水冷通道出口4，并且在中部相邻的水冷通道入口5与水冷通道出口4之间设置有隔板13，通过隔板13将一个水冷通道分离成三个独立的水冷循环。并且由于通过将水冷循环通道独立地分为了三个，使得水冷通道长度变短，水流入与流出的温度差降低，提高了整体的温度均匀性。并且通过上部温度较低的水冷循环底部与下部温度较高的水冷循环顶部抵靠，使得两者进一步换热，让温度整体分布更加均匀。并且优选将入水口设置于下部，避免了在水冷换热的过程中水冷通道有气泡滞留，影响了整体的换热效率，导致了进一步的温度不均匀。

本实施例炉体内层材料为耐高温不锈钢(牌号为AISI 321或AISI 316L)。外层为一般不锈钢。

如上所述，尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本实用新型，但其不得解释为对本实用新型自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本实用新型的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上作出各种变化。

Claims (8)

1.一种水冷炉体，其特征在于，包括内层炉壁(10)、外层炉壁(8)和三条水冷通道(11)，所述水冷通道(11)分别设置有水冷通道入口(5)与水冷通道出口(4)，三条水冷通道(11)分别螺旋向上缠绕于所述内层炉壁(10)的上部、中部和下部。

2.根据权利要求1所述的水冷炉体，其特征在于，任一所述水冷通道(11)的水冷通道入口(5)均设置于该条水冷通道(11)的水冷通道出口(4)下方。

3.一种水冷炉体，其特征在于，包括内层炉壁(10)、外层炉壁(8)和隔水板(9)，所述隔水板(9)垂直于内层炉壁(10)和外层炉壁(8)，所述隔水板自内层炉壁底部螺旋向上延伸，在内层炉壁(10)与外层炉壁(8)之间的空腔内螺旋环绕内层炉壁(10)若干圈后接合于内层炉壁(8)顶部。

4.根据权利要求3所述的水冷炉体，其特征在于，还包括若干个水冷通道入口(5)和水冷通道出口(4)，均接合至于隔水板(9)、内层炉壁(10)和外层炉壁(8)围成的水冷通道中。

5.根据权利要求4所述的水冷炉体，其特征在于，所述水冷通道入口(5)为3个，所述水冷通道出口(4)为三个，其中炉体的底部设置有一个水冷通道入口(5)、炉体的中下部设置有一个水冷通道入口(5)和一个水冷通道出口(4)、炉体的中上部设置有一个水冷通道入口(5)和一个水冷通道出口(4)、炉体的上部设置有一个水冷通道出口(4)。

6.根据权利要求5所述的水冷炉体，其特征在于，所述炉体中下部设置的一个水冷通道入口(5)和一个水冷通道出口(4)之间的水冷通道内设置有隔板，所述炉体中上部设置的一个水冷通道入口(5)和一个水冷通道出口(4)之间的水冷通道内设置有隔板。

7.包括上述任一权利要求水冷炉体的水冷炉。

8.根据权利要求7所述的水冷炉，其特征在于，包括抽空管道法兰(6)，所述抽空管道法兰(6)设置于外层炉壁(8)上。