[发明专利]蓝宝石单晶炉隔热保温系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种高温炉内隔热保温系统，尤其是一种用于蓝宝石单晶炉的能够满足于蓝宝石单晶生长所需良好保温性能的隔热保温系统。

背景技术

蓝宝石单晶炉是LED产业中重要的晶体生长设备。隔热层是蓝宝石单晶炉中的隔热保温装置，用以保障炉内热场的温度均匀性，提高热能利用率。由于蓝宝石单晶体必须在高温（约2050°C）条件下缓慢生长而成，高温条件下炉内的热场的均匀性与保温性能直接决定晶体生长的质量，因此在蓝宝石单晶炉中设计运用具有较好耐热性能与保温性能的隔热保温系统至关重要。

传统蓝宝石单晶炉常用的隔热保温系统采用钨钼材料，通常只包括中部隔热层与下部隔热层。在加热器外装有一个厚钨筒（壁厚约为10mm），钨筒外则是中部隔热层，由一个多层嵌套式的薄壁钼质圆筒装配而成，而下部隔热层为多层薄壁钼板叠装成型，炉内未设置上部隔热层及用于保护引晶装置的隔热层，隔热系统不封闭，将影响炉内的热场的均匀性与保温性能。同时，传统蓝宝石单晶炉内下部隔热层最内层隔热片材料为金属钼，高温条件下极易挥发破坏，致使隔热层使用寿命不高，并严重影响热保温性能及均匀稳定性，而金属钨在高温条件下的不易挥发，稳定性较好。

目前，在蓝宝石单晶炉中除了设置有中隔热层、中心隔热钨屏与下隔热层，还设置有保护引晶杆装置的塔式隔热层，保护蓝宝石单晶炉上部的上隔热层，并采用中心隔热钨屏取代厚壁钨筒，形成闭环隔热系统，并将隔热层最内层的薄壁钼片改为薄壁钨片，以提高隔热层的可靠性，而延迟使用寿命的设计未见诸报道。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有蓝宝石长晶炉的隔热保温系统采用非闭环结构形式，热场保温性能不良，隔热层使用寿命将低等问题。提供一种新型可靠的用于蓝宝石单晶炉的隔热保温系统。

本发明的目的是这样实现的：一种用于蓝宝石单晶炉的隔热保温系统，包括中隔热层与下隔热层，其特征在于：

a)中隔热层内层为中心隔热钨屏，中心隔热钨屏和中隔热层通过定位销装配在腔体内壁设置的支撑钢板上，中心隔热钨屏以及中隔热层各层之间均通过中隔热层间隔钨丝弹簧均匀隔开；

b)中心隔热钨屏和中隔热层的顶部设有匹配的上隔热层，下隔热层则装配于下法兰的下铜盘上，与中心隔热钨屏和中隔热层匹配；

c）上隔热层中心设有同心的塔式隔热层，所述的塔式隔热层通过悬吊螺栓与上法兰连接并与上隔热层水平排布形成配合；

d）下隔热层、上隔热层、塔式隔热层各层间设有对应的定位孔，层间对应的定位孔之间设有等高的钼隔环，上隔热层、塔式隔热层中钼螺栓穿过各定位孔和层间钼隔环后，通过钼螺母固定，而下隔热层中由钨柱穿过定位孔和层间钼隔环，并将其串联固定。

    在本发明中：中心隔热钨屏由整块轧制金属钨板卷制或多块轧制金属钨板拼接而成的一层圆筒。

在本发明中：中隔热层为9~11层分体嵌套装配圆筒式结构，各层筒式结构均采用整块轧制金属钼板卷制或多块轧制金属钼板拼接而成。

在本发明中：上隔热层、下隔热层、塔式隔热层均采用多层平行叠装式结构，其最内一层板材均采用轧制金属钨板，其余各层均采用轧制金属钼板。

在本发明中：固定下隔热层的钨柱安装在下铜盘上，钨柱穿过下隔热层各层的定位孔和层间钼隔环并将其串联固定。

本发明的优点在于：由于在隔热保温系统中采用中心隔热钨屏取代厚壁钨筒，节省了成本其实施方便；由于中心隔热钨屏、中隔热层、下隔热层、塔式隔热层和上隔热层通过装配关系在炉内形成闭环隔热系统，改善了蓝宝石单晶炉内的保温性能和温度均匀性；由于将隔热层最内层设计成薄壁钨片，隔热层的可靠性高，使用寿命长。由于各隔热层分体设计与安装，有利于后续维护更换及保养。

附图说明

图1是本发明涉及的隔热保温系统的一种实施例结构装配示意图；

图2是图1中的A部放大图（上隔热层局部）；

图3是图1中的B部放大图（塔式隔热层局部）；

图4是图1中的C部放大图（下隔热层局部）；

图5为图1中的D部放大图（中隔热层局部）。

图中：1、腔体，2、上法兰，3、上铜盘，4、下法兰，5、下铜盘，6、中心隔热钨屏，7、中隔热层，8、上隔热层，9、塔式隔热层，10、下隔热层，11、定位销，12、中隔热层间隔钨丝弹簧，13、钼隔环，14、钼螺栓，15、钼螺母，16、钨柱。

具体实施方式

附图非限制性地公开了本发明涉及的一种实施例的具体结构，下面结合附图对本发明的这一实施例作进一步地描述。