[实用新型]一种大公斤蓝宝石晶体生长水冷却装置

说明书

本实用新型公开了一种大公斤蓝宝石晶体生长水冷却装置，包括生长炉主体，所述生长炉主体的顶部插接有籽晶杆热交换器，所述籽晶杆热交换器包括进水交换腔和排水内套管，且排水内套管位于进水交换腔的内腔中心处，所述排水内套管的底部与进水交换腔的内腔相连通，所述籽晶杆热交换器中的排水内套管顶部连通有导水管，所述导水管的右侧设置有水冷箱，且导水管的右端伸入水冷箱的内腔。本实用新型结构设计合理，通过布水器将冷却循环水分布开，并通过导流板进一步的对冷却循环水进行分散，最后通过与水流方向相反的冷气流对水流进行降温冷却，使得水与冷气流接触更加充分和均匀，进而可以提高循环水冷却效果。

技术领域

本实用新型涉及蓝宝石生产技术领域，尤其涉及一种大公斤蓝宝石晶体生长水冷却装置。

背景技术

蓝宝石单晶具有优异的综合性能，被广泛应用于航空航天、军事与民用工业、电子技术等众多领域，是目前GaN蓝光LED外延衬底片的首选材料。商业化生长蓝宝石晶体的方法主要有泡生法、热交换法、提拉法、VHGF法等，其中泡生法因拥有综合的技术和成本优势，在市场上占据主导地位。

随着科学技术的发展及蓝宝石应用领域的不断扩大，对蓝宝石单晶的品质与尺寸提出了更高的要求。蓝宝石单晶生长设备结构合理是生长高品质蓝宝石单晶的前提条件，只有温场合理，才有可能生长出形状理想、内部缺陷少的蓝宝石单晶。尤其大尺寸蓝宝石单晶的生长周期长，在生长后期由于散热速度快，晶体自发生长的倾向更大，生长速度不易控制，可能会由于生长速度波动而使晶体内部缺陷增多。因此，生长大尺寸、高品质蓝宝石单晶时对温场的要求更加严格。

温场主要受加热体、保温结构及冷却系统的影响，传统泡生法单晶炉的冷却系统结构一般分为籽晶杆热交换器、炉体上部、侧壁及底部四个部分单独控制，冷却水的主要目的在于保护炉壳不过热，且蓝宝石的生长对冷却水的工艺要求较高，而为了节约水资源，传统的蓝宝石晶体生长装置均设置有冷却水循环系统，相关技术的领域的技术人员对此进行了改进，如中国专利申请号为CN201520409598.X提出的“改进的泡生法蓝宝石单晶炉冷却系统结构”，在该申请文件中，通过冷却水管管径增大，一方面有有利于减少管路堵塞的风险，使散热条件更加均匀。另一方面增大了冷却系统的调控范围，进而增强了其对炉内温场的调节作用，但是该技术方案中无法对循环用水的水质进行检测，且通过封闭式冷却塔对循环水进行冷却，而普通的封闭式冷却塔由于对水的分散不够均匀，使得冷却效率较低。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的上述问题，提供一种大公斤蓝宝石晶体生长水冷却装置，通过布水器将冷却循环水分布开，并通过导流板进一步的对冷却循环水进行分散，最后通过与水流方向相反的冷气流对水流进行降温冷却，使得水与冷气流接触更加充分和均匀，进而可以提高循环水冷却效果。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本实用新型是通过以下技术方案实现：

一种大公斤蓝宝石晶体生长水冷却装置，包括生长炉主体，所述生长炉主体的顶部插接有籽晶杆热交换器，所述籽晶杆热交换器包括进水交换腔和排水内套管，且排水内套管位于进水交换腔的内腔中心处，所述排水内套管的底部与进水交换腔的内腔相连通，所述籽晶杆热交换器中的排水内套管顶部连通有导水管，所述导水管的右侧设置有水冷箱，且导水管的右端伸入水冷箱的内腔；

所述导水管伸入水冷箱的一端底部设置有布水器，所述水冷箱的内腔设置有冷却罩，所述冷却罩的内腔设置有导流板组，且冷却罩位于布水器的正下方，所述水冷箱的内腔底部从左到右依次设置有液位传感器、进气箱和水质检测仪，所述进气箱的顶部左右两侧开设有导气口，所述进气箱的顶部设置有挡水罩，所述水冷箱的左侧壁设置有水泵，且水泵的进水端通过导管与水冷箱相连通，所述水泵的排水端连通有输水管，且输水管远离水泵的一端与进水交换腔相连通，所述水冷箱的右侧从下到上依次设置有排水管、进气通道、纯水进水管和控制器，且进气通道的左端与进气箱相连通，所述水冷箱的顶部设置有排气管；

所述控制器分别电连接液位传感器、水质检测仪和水泵。