專利名稱:水冷爐體和包括該水冷爐體的水冷爐的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開一種水冷爐體，包括內(nèi)層爐壁、外層爐壁和三條水冷通道，所述水冷通道分別設置有水冷通道入口與水冷通道出口，三條水冷通道分別螺旋向上纏繞于所述內(nèi)層爐壁的上部、中部和下部。本實用新型還包括設置有上述水冷爐體的水冷爐。本實用新型分為三層的環(huán)繞設計使得水冷爐整體的溫度更加均勻。
【專利說明】水冷爐體和包括該水冷爐體的水冷爐

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種水冷爐體和包括該水冷爐體的水冷爐，屬于晶體生長設備的【技術領域】。

【背景技術】
[0002]藍寶石單晶爐是LED產(chǎn)業(yè)鏈中重要的晶體生長設備。目前，世界上用于藍寶石單晶體生長的主流方法有以下幾種:導模法、提拉法、熱交換法和泡生法。泡生法在引晶、擴肩生長后的晶錠直徑較大，有利于生長出大尺寸、低缺陷密度、高品質(zhì)的藍寶石單晶體，因此具有更大的優(yōu)勢。
[0003]泡生法是將一根受冷的籽晶與三氧化二鋁熔液接觸后熔化。當界面的溫度低于凝固點，則籽晶開始生長，為了使籽晶晶體不斷長大，需逐漸降低熔體的溫度，同時旋轉(zhuǎn)籽晶裝置，以改善熔體的溫度分布。當晶體生長到一定階段時，須緩慢上提籽晶裝置，以擴大散熱面。晶體生長過程中，爐體最高溫度超過2000°C。為保證爐體結(jié)構(gòu)強度和安全，爐體材料必須被冷卻，以保持在安全溫度。晶體生長過程中，爐內(nèi)溫度場在周向不均勻會導致晶體質(zhì)量缺陷。而爐內(nèi)壁溫度會影響爐內(nèi)溫度場在周向的均勻性。目前，用于泡生法晶體生長的爐體側(cè)壁，多采用折返形的水路布置。折返形的水路布置中，水流在折返處流動形態(tài)紊亂，從而帶走更多熱量，導致在折返處爐壁溫度低于其它部位，造成溫度場在周向不均勻。目前，用于泡生法晶體生長的爐體的抽空管道多采用外纏冷卻水管冷卻，而這種冷卻方法對抽空管道冷卻不均勻且不充分。目前，用于泡生法晶體生長的爐體的上下蓋板多為單層結(jié)構(gòu)，使用單獨的水冷銅盤冷卻爐體上下壁。單獨的水冷銅盤結(jié)構(gòu)比水冷蓋板結(jié)構(gòu)成本高，結(jié)構(gòu)復雜O
[0004]目前，在泡生法藍寶石單晶爐中側(cè)壁采用多層螺旋形水道水冷為見諸報道。實用新型內(nèi)容
[0005]實用新型目的:本實用新型的目的在于針對現(xiàn)有爐體周向溫度不均勻問題提供一種散熱效果更加均勻的水冷爐體，提供一種便于制造的散熱效果更加均勻的水冷爐體。
[0006]技術方案:本實用新型所述的水冷爐體，包括內(nèi)層爐壁、外層爐壁和三條水冷通道，所述水冷通道分別設置有水冷通道入口與水冷通道出口，三條水冷通道分別螺旋向上纏繞于所述內(nèi)層爐壁的上部、中部和下部。
[0007]進一步地，任一所述水冷通道的水冷通道入口均設置于該條水冷通道的水冷通道出口下方。
[0008]本實用新型的另一種方案包括內(nèi)層爐壁、外層爐壁和隔水板，所述隔水板垂直于內(nèi)層爐壁和外層爐壁，所述隔水板自內(nèi)層爐壁底部螺旋向上延伸，在內(nèi)層爐壁與外層爐壁之間的空腔內(nèi)螺旋環(huán)繞內(nèi)層爐壁若干圈后接合于內(nèi)層爐壁頂部。
[0009]進一步地，還包括若干個水冷通道入口和水冷通道出口，均接合至于隔水板、內(nèi)層爐壁和外層爐壁圍成的水冷通道中。
[0010]進一步地，所述水冷通道入口為3個，所述水冷通道出口為三個，其中爐體的底部設置有一個水冷通道入口、爐體的中下部設置有一個水冷通道入口和一個水冷通道出口、爐體的中上部設置有一個水冷通道入口和一個水冷通道出口、爐體的上部設置有一個水冷通道出口。
[0011]進一步地，所述爐體中下部設置的一個水冷通道入口和一個水冷通道出口之間的水冷通道內(nèi)設置有隔板，所述爐體中上部設置的一個水冷通道入口和一個水冷通道出口之間的水冷通道內(nèi)設置有隔板。
[0012]本實用新型還包括包含上述任一水冷爐體的水冷爐。
[0013]進一步地，還包括抽空管道法蘭，所述抽空管道法蘭設置于外層爐壁上。
[0014]本實用新型與現(xiàn)有技術相比，其有益效果是:本實用新型分為三層的環(huán)繞設計使得水冷爐整體的溫度更加均勻。

【附圖說明】

[0015]圖1為本實用新型的水冷爐的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實施方式】
[0016]下面對本實用新型技術方案進行詳細說明，但是本實用新型的保護范圍不局限于所述實施例。
[0017]實施例1:
[0018]現(xiàn)有爐體中設置的水冷管道由于水冷管道較長，很容易出現(xiàn)在水冷管道前端與后端溫度差異較大，爐體溫度不均的問題。
[0019]本實施例的爐體如圖1所示，通過設置螺旋形上升的隔水板9 一次性地在內(nèi)層爐壁10與外層爐壁8之間的環(huán)形墻體空間內(nèi)隔離出一條水冷通道，制造方法方便快捷，又在水冷通道上設置多個水冷通道入口 5和水冷通道出口 4，并且在中部相鄰的水冷通道入口 5與水冷通道出口 4之間設置有隔板13，通過隔板13將一個水冷通道分離成三個獨立的水冷循環(huán)。并且由于通過將水冷循環(huán)通道獨立地分為了三個，使得水冷通道長度變短，水流入與流出的溫度差降低，提高了整體的溫度均勻性。并且通過上部溫度較低的水冷循環(huán)底部與下部溫度較高的水冷循環(huán)頂部抵靠，使得兩者進一步換熱，讓溫度整體分布更加均勻。并且優(yōu)選將入水口設置于下部，避免了在水冷換熱的過程中水冷通道有氣泡滯留，影響了整體的換熱效率，導致了進一步的溫度不均勻。
[0020]本實施例爐體內(nèi)層材料為耐高溫不銹鋼(牌號為AISI 321或AISI 316L)。外層為一般不銹鋼。
[0021]如上所述，盡管參照特定的優(yōu)選實施例已經(jīng)表示和表述了本實用新型，但其不得解釋為對本實用新型自身的限制。在不脫離所附權(quán)利要求定義的本實用新型的精神和范圍前提下，可對其在形式上和細節(jié)上作出各種變化。
【權(quán)利要求】
1.一種水冷爐體，其特征在于，包括內(nèi)層爐壁(10)、外層爐壁(8)和三條水冷通道(11)，所述水冷通道(11)分別設置有水冷通道入口(5)與水冷通道出口(4)，三條水冷通道(11)分別螺旋向上纏繞于所述內(nèi)層爐壁(10)的上部、中部和下部。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水冷爐體，其特征在于，任一所述水冷通道(11)的水冷通道入口(5)均設置于該條水冷通道(11)的水冷通道出口(4)下方。3.—種水冷爐體，其特征在于，包括內(nèi)層爐壁(10)、外層爐壁(8)和隔水板(9)，所述隔水板(9)垂直于內(nèi)層爐壁(10)和外層爐壁(8)，所述隔水板自內(nèi)層爐壁底部螺旋向上延伸，在內(nèi)層爐壁(10)與外層爐壁(8)之間的空腔內(nèi)螺旋環(huán)繞內(nèi)層爐壁(10)若干圈后接合于內(nèi)層爐壁⑶頂部。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的水冷爐體，其特征在于，還包括若干個水冷通道入口(5)和水冷通道出口(4)，均接合至于隔水板(9)、內(nèi)層爐壁(10)和外層爐壁(8)圍成的水冷通道中。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的水冷爐體，其特征在于，所述水冷通道入口(5)為3個，所述水冷通道出口(4)為三個，其中爐體的底部設置有一個水冷通道入口(5)、爐體的中下部設置有一個水冷通道入口(5)和一個水冷通道出口(4)、爐體的中上部設置有一個水冷通道入口(5)和一個水冷通道出口(4)、爐體的上部設置有一個水冷通道出口(4)。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的水冷爐體，其特征在于，所述爐體中下部設置的一個水冷通道入口(5)和一個水冷通道出口(4)之間的水冷通道內(nèi)設置有隔板，所述爐體中上部設置的一個水冷通道入口(5)和一個水冷通道出口(4)之間的水冷通道內(nèi)設置有隔板。7.包括上述任一權(quán)利要求水冷爐體的水冷爐。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的水冷爐，其特征在于，包括抽空管道法蘭￠)，所述抽空管道法蘭(6)設置于外層爐壁(8)上。
【文檔編號】C30B29-20GK204265886SQ201420735784
【發(fā)明者】李輝, 李占賢, 張洪濤, 楊曉飛, 姜宏偉, 胡寧, 曹力, 宋文君 [申請人]南京晶升能源設備有限公司