(57)【要約】【課題】一種の水晶の育成装置およびその保温カバーを提供することで、るつぼの熱エネルギーの放散を効果的に防ぐことを可能にした。【解決手段】  水晶の育成装置に用いる保温カバーであって、溶解される原料を入れるための一つのるつぼを含み、保温カバーは溶解される原料の上方に位置し、前記るつぼ底部と向かい合う一つの底面を持つ一つの本体と、前記本体の前記底面の反対側に設置され、前記底面の正投影範囲内にある一つの断熱部と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶解される原料を入れるための一つのるつぼを含む水晶の育成装置に用いる保温カバーであって、
前記保温カバーは溶解される原料の上方に位置し、前記るつぼの底部と向かい合う一つの底面を持つ一つの本体と、
前記本体の前記底面の反対側に設置され、前記底面の正投影範囲内にある一つの断熱部と、
を備える水晶の育成装置に用いる保温カバー。
【請求項２】
前記本体は一つの頂板と一つのベースを含み、前記ベースに一つの容器と前記容器と連通する一つの上部開口を備え、前記頂板は前記ベースと結合して前記上部開口を密封することを特徴とする請求項１に記載の水晶の育成装置に用いる保温カバー。
【請求項３】
前記ベースの外周面を覆う一つの保護層を含み、前記保護層の硬度は前記本体の硬度よりも高いことを特徴とする請求項２に記載の水晶の育成装置に用いる保温カバー。
【請求項４】
少なくとも前記本体と前記断熱部とを貫通する一つの通路を含み、しかも前記通路は前記保温カバーの上方および下方のスペースと連通することを特徴とする請求項１に記載の水晶の育成装置に用いる保温カバー。
【請求項５】
一つのるつぼと、
前記るつぼの底部と向かい合う一つの底面を備える一つの本体と、前記本体の前記底面の反対側に設置され、前記底面の正投影範囲内に位置する一つの断熱部を含む一つの保温カバーと、
前記保温カバーをけん引して前記るつぼに近づいたり遠ざけたりする一つの駆動ユニットと、
前記るつぼを加熱する一つの加熱ユニットと、を含む、水晶の育成装置。
【請求項６】
前記保温カバーの前記本体に一つの容器があり、中に前記断熱部が設置されていることを特徴とする請求項５に記載の水晶の育成装置。
【請求項７】
前記保温カバーは前記本体と結合し、さらに前記駆動ユニットと連結する一つの結合具を含みことを特徴とする請求項６に記載の水晶の育成装置。
【請求項８】
前記保温カバーの前記本体は一つの頂板と一つのベースを含み、前記ベースに一つの容器と前記容器と連通する一つの上部開口を備え、前記頂板は前記ベースと結合して前記上部開口を密封し、前記結合具は前記頂板を通過して前記ベースと結合することを特徴とする請求項７に記載の水晶の育成装置。
【請求項９】
前記保温カバーに前記本体の外周面を覆う一つの保護層を有し、前記保護層の硬度は前記本体の硬度よりも固いことを特徴とする請求項６に記載の水晶の育成装置。
【請求項１０】
前記保温カバーは少なくとも前記本体と前記断熱部を貫通する一つの通路を含み、しかも前記通路は前記保温カバーの上方および下方のスペースと連通することを特徴とする請求項５に記載の水晶の育成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は水晶棒の鋳造、特に一種の水晶を育成するための装置およびその保温カバーに関わる。
【背景技術】
【０００２】
水晶の育成装置とは、固体原料を加熱して液体に溶解した後、溶解された原料にシードクリスタルを浸して水晶の育成を行い、最終的に水晶棒を作り上げる。一般的な水晶の育成装置は一つのるつぼと複数の加熱器を含み、るつぼは要溶解の原料を入れるためのもので、これらの加熱器は前記るつぼの周りに設置され、るつぼを加熱してるつぼ内の原料を溶解させるのに用いられる。このるつぼの上方は開放されたスペースであるため、熱エネルギーはるつぼの開口から容易に放散されるが、原料の融点に達するまでにかかる加熱時間が増加し、加熱器に消費されるエネルギーが増えてしまう。
【０００３】
上記のような問題点を解消するために、これまで既に数種類もの熱エネルギーがるつぼの開口から放散されるのを阻止できる水晶の育成装置が公開されている。このうち：
【０００４】
特許文献１において公開された水晶の育成装置の場合、一つの溶解材料保温カバーがるつぼの上方に設置され、保温カバーの片面は熱放射をるつぼ内部に戻して熱エネルギーの放散を減らせるつるつるしたもしくは鏡面構造となっている。
【０００５】
特許文献２において公開された水晶の育成装置はるつぼ上方に設置された一つの円蓋状の金めっき石英板体で、金めっき表面を利用して反射構造を形成して熱放射をるつぼ内に戻して熱エネルギーの放散を最大限に抑える仕組みを取っている。
【０００６】
特許文献１及び２に示すように、従来の技術は、熱放射を反射させる形で熱エネルギーの放散を防いでいるが、熱エネルギーの場合、放射のほかに伝導や対流等の形で放散することがあり、そのためるつぼ内の熱エネルギーは依然として伝導、対流の形で放散されるおそれがある。よって、従来の一般的な水晶の育成装置の仕組みでは、るつぼの熱エネルギーの放散に係る欠陥を解消できず、改善の余地は多かれ少なかれ存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】中華民国特許出願公開番号Ｍ４２４３３７号
【特許文献２】中華民国特許出願公開番号Ｉ４０５８７７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記のような従来例の問題点に鑑み、一種の水晶の育成装置およびその保温カバーを提供することで、るつぼの熱エネルギーの放散を効果的に防ぐことを可能にした。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明の提供する水晶の育成装置に用いられる保温カバーにおいて、水晶の育成装置は溶解される原料を入れるための一つのるつぼを含み、保温カバーは溶解される原料の上方に位置し一つの本体と一つの断熱部を含む。このうち本体にるつぼの底部と向かい合う一つの底面を含み、また断熱部は前記本体の前記底面の反対側に設置され、前記底面の正投影範囲内に位置する。
【００１０】
本発明では、さらに一つのるつぼ、一つの保温カバー、一つの駆動ユニットおよび一つの加熱ユニットからなる一つの水晶の育成装置を含む。このうちこの保温カバーは一つの本体と一つの断熱部を含み、この本体にるつぼの底部と向かい合う一つの底面があり、この断熱部は本体の底面の反対側に設置され、しかもこの底面的正投影範囲内にある。この駆動ユニットは保温カバーをけん引してるつぼに近づいたり、遠ざけたりすることができる。この加熱ユニットはるつぼを加熱することができる。
【００１１】
本発明の効果は、この保温カバーを利用することで熱の伝導と対流を有効的に阻止し、るつぼの熱エネルギーの放散を防ぐことである。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施例１の水晶の育成装置を示す説明図である。
【図２】上記実施例１の保温カバーの断面図である。
【図３】本発明の実施例２の保温カバーの断面図である。
【図４】本発明の実施例３の保温カバーの断面図である。
【図５】本発明の実施例４の保温カバーの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明をよりはっきりと理解できるよう、いくつかの実施例と図面を併用して詳しく説明する。図１は、本発明の一実施例の水晶の育成装置を示すもので、この水晶の育成装置は一つの炉体１０およびこの炉体１０の中にある一つのるつぼ１２、複数の加熱器１４、一つの断熱ユニット１６、一つの保温カバー２２、一つの駆動ユニット３４から構成される。
【００１４】
このるつぼ１２は要熔化原料（例えば固体シリコン原料）の放置に用いられ、これらの加熱器１４はこのるつぼ１２の外郭に設置され、これらの加熱器１４は本発明の加熱ユニットを構成してるつぼ１２を加熱し、るつぼ１２内部の原料を熔化させる。この断熱ユニット１６は一つの断熱カバー２０を含み、断熱カバー２０は溶解される原料の上方に設置され、一部の熱エネルギーが溶解された原料の表面から拡散されるのを防ぐ。この断熱カバー２０に一つの流路２０２がある。保温カバー２２は溶解される原料の上方に位置し、保温カバー２２は一つの吊るし線３６を通じて駆動ユニット３４と接続し、この駆動ユニット３４はこの保温カバー２２をけん引して下方向に向かって断熱カバー２０の流路２０２の中まで移動させるかもしくは上方向に向かってるつぼ１２を遠ざける。
【００１５】
本実施例において、この保温カバー２２は一つの本体と一つの断熱部３２を含み、この本体２４は石墨で作られ、一方で断熱部３２は炭素繊維素材で作られる。実際には、この断熱部３２は酸化アルミカートン或いは酸化ジルコニウムカートン製のものでも構わない。本体２４は一つの頂板２６、一つのベース２８および一つの結合具３０を含み、このベース２８は一つの一容器２８２とこの容器２８２と連通する一つの上部開口２８４を含み、この頂板２６はベース２８と結合してこの上部開口２８４を密封する。この結合具３０はベース２８と結合して頂板２６を貫通し、この結合具３０は吊るし線３６の下端と接続する。実際には、この結合具３０は頂板２６上と結合しても同様にこの保温カバーを吊るし線３６と接続させることができる。
【００１６】
このベース２８は、るつぼ１２の底部と向かい合う一つの底面２８６を有し、断熱部３２はこの容器２８２の中に設置され、かつ底面２８６の正投影範囲内にある。これにより本体２４は断熱部３２を安定かつ頑丈に固定することができる。本体２４の外周面はこの断熱カバー２０の通路２０２壁面の間に一つの隙間があり、これにより本体２４とこの断熱カバー２０との抵触による石墨粉じんがるつぼ１２内に入るのを防ぐことができる。炉体１０の中に入る不活性ガスは本体２４とこの断熱カバー２０との間の隙間を通って溶解する原料表面と接触することができる。
【００１７】
上記構造を用いることで、この水晶の育成装置で材料を溶解する過程で、駆動ユニット３４を制御して保温カバー２２を断熱カバー２０の通路２０２の中までけん引し、保温カバー２２はるつぼ１２内部の熱エネルギーが断熱カバー２０の通路２０２を通じて外部へ対流するのを阻止し、熱エネルギーの放散を防ぐことができる。この断熱部の役割は、熱の伝導を阻むことである。これにより、保温カバー２２は熱の対流および伝導を同時に阻止することができる。実際には、この本体２４の底面２８６はつるつるした鏡面で作られるか、もしくは反射材料を塗布する。これによりこの保温カバー２２は熱エネルギーの対流および伝導を阻隔できるだけでなく、さらに上向きに放散される熱エネルギーをるつぼ１２の内部に反射してより一層の断熱効果を実現することができる。
【００１８】
実際には、この本体２４に容器を設置しなくでも構わないが、その場合、断熱部３２が底面２８６の反対側、かつ底面２８６の正投影範囲内に位置して本体２４が断熱部３２を支持して断熱部３２の材料がるつぼ１２内に落ちるのを防ぐ仕組みを確保する必要がある。
【００１９】
このるつぼ１２内部の原料が液体に溶解した後、この駆動ユニット３４を制御してこの保温カバー２２を上昇させて、るつぼを遠ざけることで、後続の水晶の育成プロセスを続けることができる。後続の水晶の育成プロセスに使用される一般的な技術についてはここでの説明は省略する。
【００２０】
本発明における保温カバーは上記図２に示す構造の他に、さらに以下のような構造変化があっても構わない。このうち：
【００２１】
図３は第２の実施例の保温カバー３８を示すもので、第１の実施例とほぼ同じ構造を持つが、相違点としては、本実施例の保温カバー３８はさらに一つの連結管４０を含み、この連結管４０は頂板４２、断熱部４４およびベース４６を貫通している。この連結管４０は保温カバー３８の上方および下方のスペースと連通する。そのため、連結管４０の内部では一つの通路４０２が形成され、使用者は通路４０２を通してるつぼ１２内の原料の溶解状況を確認することができる。
【００２２】
図４は第３の実施例の保温カバー４８を示すもので、第１実施例の構造をベースに、一つの保護層５０を含み、保護層５０は頂板２６の上面、ベース２８の外周面および底面２８６を覆う。保護層５０の硬度は本体２４の硬度よりも高く、保護層５０を高密度の焼結炭素或いはケイ素-炭（Ｓｉ−Ｃ）層で作ることができる。これにより、保護層５０は保温カバー４８が断熱カバー２０の通路２０２壁面と抵触して発生する炭素屑がるつぼ１２内に落ちるのを防ぐことができる。
【００２３】
図５は第４の実施例の保温カバー５２を示すもので、他の各実施例とは異なり、保温カバー５２は石墨材質からなる一体的に成形された本体５４と断熱部５６を有し、このうち、外寄り部分は本体５４で、内側部分は断熱部５６となっている。言い換えれば、本実施例の保温カバー５２の場合、石墨の厚みを増やすことで同様に熱の対流および伝導を阻隔する効果を実現することができる。
【００２４】
以下の表１を参照されたい。表一は、るつぼ内の原料を全て溶解するのに必要な時間が同じ場合において、異なるタイプの保温カバーを使用した水晶の育成装置に消費される電力を比較した表である。表１の内容からもわかるように、本発明の保温カバーに電力消費を減らす効果があることが明らかである。
【表１】
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【００２５】
以上をまとめると、本発明の水晶の育成装置は、保温カバーを利用することで、原料溶解の過程において断熱通路まで移動し、るつぼ内部の熱エネルギーの対流および伝導を阻止、熱エネルギーの放散を効果的に減らし、ひいてはるつぼ内の原料の溶解所要時間および加熱器の消費電力を減らすことを可能にした。
【００２６】
上記実施例はあくまでも推奨する実施態様にすぎず、特許発明の技術的範囲を画するものではない。上記実施形態に種々の変更または改良を加えたものも、本発明の技術的範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００２７】
１０：炉体  １２：るつぼ  １４：加熱器
１６：断熱ユニット ２０：断熱カバー     ２０２：通路
２２：保温カバー   ２４：本体    ２６：頂板
２８：ベース       ２８２：容器  ２８４：上部開口
２８６：底面       ３０：結合具  ３２：断熱部
３４：駆動ユニット ３６：吊るし線       ３８：保温カバー
４０：連結管       ４０２：通路  ４２頂板
４４：断熱部       ４６：ベース
４８：保温カバー   ５０：保護層  ５２：保温カバー
５４：本体  ５６：断熱部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2015199653.tif 000007
【図５】
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