[實用新型]一種大公斤藍寶石晶體生長水冷卻裝置

有效

• 申請號: 201721583292.1
• 申請日: 2017-11-23
• 公開（公告）號: CN207672152U
• 公開（公告）日: 2018-07-31
• 發明（設計）人: 周磊峰;徐建;馬陳飛;龍安澤;王亮亮
• 申請（專利權）人: 張新峰
• 主分類號: C30B17/00
• 分類號: C30B17/00;C30B29/20
• 代理公司: 北京快易權知識產權代理有限公司 11660
• 代理人: 杜亞靜

本實用新型公開了一種大公斤藍寶石晶體生長水冷卻裝置，包括生長爐主體，所述生長爐主體的頂部插接有籽晶桿熱交換器，所述籽晶桿熱交換器包括進水交換腔和排水內套管，且排水內套管位于進水交換腔的內腔中心處，所述排水內套管的底部與進水交換腔的內腔相連通，所述籽晶桿熱交換器中的排水內套管頂部連通有導水管，所述導水管的右側設置有水冷箱，且導水管的右端伸入水冷箱的內腔。本實用新型結構設計合理，通過布水器將冷卻循環水分布開，并通過導流板進一步的對冷卻循環水進行分散，最后通過與水流方向相反的冷氣流對水流進行降溫冷卻，使得水與冷氣流接觸更加充分和均勻，進而可以提高循環水冷卻效果。

技術領域

本實用新型涉及藍寶石生產技術領域，尤其涉及一種大公斤藍寶石晶體生長水冷卻裝置。

背景技術

藍寶石單晶具有優異的綜合性能，被廣泛應用于航空航天、軍事與民用工業、電子技術等眾多領域，是目前GaN藍光LED外延襯底片的首選材料。商業化生長藍寶石晶體的方法主要有泡生法、熱交換法、提拉法、VHGF法等，其中泡生法因擁有綜合的技術和成本優勢，在市場上占據主導地位。

隨著科學技術的發展及藍寶石應用領域的不斷擴大，對藍寶石單晶的品質與尺寸提出了更高的要求。藍寶石單晶生長設備結構合理是生長高品質藍寶石單晶的前提條件，只有溫場合理，才有可能生長出形狀理想、內部缺陷少的藍寶石單晶。尤其大尺寸藍寶石單晶的生長周期長，在生長后期由于散熱速度快，晶體自發生長的傾向更大，生長速度不易控制，可能會由于生長速度波動而使晶體內部缺陷增多。因此，生長大尺寸、高品質藍寶石單晶時對溫場的要求更加嚴格。

溫場主要受加熱體、保溫結構及冷卻系統的影響，傳統泡生法單晶爐的冷卻系統結構一般分為籽晶桿熱交換器、爐體上部、側壁及底部四個部分單獨控制，冷卻水的主要目的在于保護爐殼不過熱，且藍寶石的生長對冷卻水的工藝要求較高，而為了節約水資源，傳統的藍寶石晶體生長裝置均設置有冷卻水循環系統，相關技術的領域的技術人員對此進行了改進，如中國專利申請號為CN201520409598.X提出的“改進的泡生法藍寶石單晶爐冷卻系統結構”，在該申請文件中，通過冷卻水管管徑增大，一方面有有利于減少管路堵塞的風險，使散熱條件更加均勻。另一方面增大了冷卻系統的調控范圍，進而增強了其對爐內溫場的調節作用，但是該技術方案中無法對循環用水的水質進行檢測，且通過封閉式冷卻塔對循環水進行冷卻，而普通的封閉式冷卻塔由于對水的分散不夠均勻，使得冷卻效率較低。

實用新型內容

本實用新型的目的在于克服現有技術中存在的上述問題，提供一種大公斤藍寶石晶體生長水冷卻裝置，通過布水器將冷卻循環水分布開，并通過導流板進一步的對冷卻循環水進行分散，最后通過與水流方向相反的冷氣流對水流進行降溫冷卻，使得水與冷氣流接觸更加充分和均勻，進而可以提高循環水冷卻效果。

為實現上述技術目的，達到上述技術效果，本實用新型是通過以下技術方案實現：

一種大公斤藍寶石晶體生長水冷卻裝置，包括生長爐主體，所述生長爐主體的頂部插接有籽晶桿熱交換器，所述籽晶桿熱交換器包括進水交換腔和排水內套管，且排水內套管位于進水交換腔的內腔中心處，所述排水內套管的底部與進水交換腔的內腔相連通，所述籽晶桿熱交換器中的排水內套管頂部連通有導水管，所述導水管的右側設置有水冷箱，且導水管的右端伸入水冷箱的內腔；

所述導水管伸入水冷箱的一端底部設置有布水器，所述水冷箱的內腔設置有冷卻罩，所述冷卻罩的內腔設置有導流板組，且冷卻罩位于布水器的正下方，所述水冷箱的內腔底部從左到右依次設置有液位傳感器、進氣箱和水質檢測儀，所述進氣箱的頂部左右兩側開設有導氣口，所述進氣箱的頂部設置有擋水罩，所述水冷箱的左側壁設置有水泵，且水泵的進水端通過導管與水冷箱相連通，所述水泵的排水端連通有輸水管，且輸水管遠離水泵的一端與進水交換腔相連通，所述水冷箱的右側從下到上依次設置有排水管、進氣通道、純水進水管和控制器，且進氣通道的左端與進氣箱相連通，所述水冷箱的頂部設置有排氣管；

所述控制器分別電連接液位傳感器、水質檢測儀和水泵。