CN104567440A - 热能回收装置以及取向膜固化系统 - Google Patents

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Abstract

本发明属于显示技术领域，具体涉及一种热能回收装置以及取向膜固化系统。该热能回收装置，能设置于加热装置外侧，其中，包括第一回收单元，该所述第一回收单元包括第一腔室以及设置于所述第一腔室内的第一连通管，所述第一腔室开设有第一进气口和第一出气口、第一废气进气口和第一废气出气口，所述第一连通管曲折设置、封闭连接于所述第一进气口与所述第一出气口之间，所述第一进气口用于与所述加热装置的供气管相连，所述第一出气口用于与所述加热装置的进气管相连，所述第一废气进气口用于与所述加热装置的排气管相连，所述第一废气出气口用于排出废气。该热能回收利用装置能有效回收加热装置的热能，提高热能回收利用率。

Description

热能回收装置以及取向膜固化系统
技术领域
本发明属于显示技术领域，具体涉及一种热能回收装置以及取向膜固化系统。
背景技术
液晶显示装置(Liquid Crystal Display：简称LCD)是目前平板显示装置中应用最为广泛的一种。液晶显示装置的主要构成部件是液晶面板，液晶面板主要包括彩膜基板、阵列基板以及设置于二者之间的液晶。阵列基板中设置有控制元件，通过控制元件控制产生的电场对液晶进行驱动，从而实现图像显示。
在液晶面板的制备工艺过程中，具有多个需要加热的步骤或环节，这些加热步骤或环节中的热能均在不同程度上存在浪费的情况。例如：在液晶面板的成盒工艺中，取向膜固化工艺即需要加热。具体的，取向膜固化工艺是指通过高温蒸发液体中的有机溶剂，使聚酰亚胺产生环化反应，形成具有一定硬度和环化率的取向膜，通过取向膜控制液晶分子的初始取向。取向膜的硬度和环化率直接影响到液晶显示装置的品质，因此取向膜固化技术对供气加热系统的效率和稳定性要求很高。现有的取向膜固化系统存在热能被直排或者热能回收利用效率低下等问题，从而使得加热炉(Heater)工作负荷大，长期运行影响设备的稳定性。
可见，对热能进行进一步有效的回收和利用，提高热能回收利用率，是保证设备稳定性和响应节能环保的一项重要工作。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种热能回收利用装置以及取向膜固化系统，该热能回收利用装置能有效回收加热装置的热能，提高热能回收利用率。
解决本发明技术问题所采用的技术方案是该热能回收装置，能设置于加热装置外侧，其中，包括第一回收单元，该所述第一回收单元包括第一腔室以及设置于所述第一腔室内的第一连通管，所述第一腔室开设有第一进气口和第一出气口、第一废气进气口和第一废气出气口，所述第一连通管曲折设置、封闭连接于所述第一进气口与所述第一出气口之间，所述第一进气口用于与所述加热装置的供气管相连，所述第一出气口用于与所述加热装置的进气管相连，所述第一废气进气口用于与所述加热装置的排气管相连，所述第一废气出气口用于排出废气。
优选的是，所述第一进气口和所述第一出气口开设于所述第一腔室的相对两腔壁中；所述第一连通管为扁平形状，且所述第一连通管沿所述第一腔室由所述第一进气口曲折延伸至所述第一出气口，曲折设置的所述第一连通管与所述第一腔室的腔壁相离。
优选的是，所述第一腔室内，所述第一进气口与所述第一连通管之间还设置有楔形的延拓管，所述延拓管较大的一端与所述第一连通管相适配且连接，较小的一端聚拢收缩并与所述第一进气口相连。
优选的是，所述第一进气口与所述延拓管相连的位置设置有气流阀，所述气流阀中开设有条状开口；或者，所述气流阀中开设有网状开口。
优选的是，所述第一连通管和所述延拓管采用不锈钢形成。
优选的是，还包括设置于所述第一回收单元与所述加热装置的进气管之间的第二回收单元，所述第二回收单元包括第二腔室以及设置于所述第二腔室内部的第二连通管，所述第二腔室开设有第二进气口和第二出气口，所述第二连通管封闭连接于所述第二进气口与所述第二出气口之间，所述第二进气口用于与连接于所述第一出气口的连接管相连，所述第二出气口用于与所述加热装置的进气管相连。
优选的是，所述第二连通管为弯曲管，且沿所述第二腔室靠近所述加热装置的腔壁、由所述第二进气口向所述第二出气口方向延伸。
优选的是，所述第一腔室的所有腔壁外侧、以及所述第二腔室除设置有所述第二连通管的腔壁以外的其余腔壁外侧均涂有隔热材料。
一种取向膜固化系统，包括加热炉，其中，所述加热炉设置有上述的热能回收装置。
优选的是，所述第一腔室设置于所述加热炉的底部、且所述第一废气进气口与所述加热炉的排气口通过排气管连接，所述第二回收单元设置于所述加热炉的顶部、且所述第二出气口与所述加热炉的进气口通过进气管连接。
本发明的有益效果是：该热能回收装置通过两次热能回收，并将回收的热能直接用于升温加热装置的进气，具有较高的热能回收效率；
另外，本发明中的热能回收装置结构简单，成本低廉。
附图说明
图1为本发明实施例1中热能回收装置的结构示意图；
图2A为图1中第一回收单元的结构示意图；
图2B为图2A中楔形延拓管与气流阀的结构示意图；
图3为本发明实施例2中热能回收装置的结构示意图；
图4为图3中第二回收单元的结构示意图；
图5为本发明实施例3中热能回收装置在取向膜固化系统中的位置示意图；
附图标记中：
1－第一回收单元；11－第一腔室；12－第一连通管；13－第一进气口；131－第一进气管；14－第一出气口；141－第一出气管；15－第一废气进气口；151－第一废气进气管；16－第一废气出气口；161－第一废气出气管；17－延拓管；18－气流阀；
2－第二回收单元；21－第二腔室；22－第二连通管；23－第二进气口；24－第二出气口；
3－加热装置；30－加热炉；31－供气管；32－连接管；33－进气管；34－排气管；35－加热腔室。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明热能回收装置以及取向膜固化系统作进一步详细描述。
实施例1：
本实施例提供一种热能回收装置，如图1和图2A所示，该热能回收装置能设置于加热装置3外侧，其包括第一回收单元1，该第一回收单元1包括第一腔室11以及设置于第一腔室11内的第一连通管12，第一腔室11开设有第一进气口13和第一出气口14、第一废气进气口15和第一废气出气口16，第一连通管12曲折设置、封闭连接于第一进气口13与第一出气口14之间，第一进气口13用于与加热装置3的供气管31相连，第一出气口14用于与加热装置3的进气管33相连，第一废气进气口15用于与加热装置3的排气管34相连，第一废气出气口16用于排出废气。进一步的，第一进气口13对应设置有第一进气管131，第一出气口14对应设置有第一出气管141，第一进气管131用于与加热装置3的供气管31(即相对上游的进气管)相连，第一出气管141用于与加热装置3的进气管33(相对下游的进气管)相连，第一连通管12曲折设置、封闭连接于第一进气口13与第一出气口14之间。
在该热能回收装置中，如图2A所示，第一进气口13和第一出气口14开设于第一腔室11的相对两腔壁中；第一连通管12为扁平形状，且第一连通管12沿第一腔室11由第一进气口13曲折延伸至第一出气口14，曲折设置的第一连通管12与第一腔室11的腔壁相离。即曲折设置的第一连通管12的曲折部的顶部和底部分别与第一腔室11垂直于开设有第一进气口13和第一出气口14的腔壁的相对腔壁不直接接触，从而使得在废气余热包围进气管的同时，还能使得加热装置3的进气管在第一腔室11内与含余热的废气有效面积接触面积最大，较大程度的吸收加热装置3排出废气的余热。理论上，在工艺条件允许的情况下，第一腔室11内部第一连通管12的曲折部数量越多，对热能回收和利用的效果越好。
优选的是，第一腔室11内，第一进气口13与第一连通管12之间还设置有楔形的延拓管17，延拓管17较大的一端与第一连通管12相适配且连接，较小的一端聚拢收缩并与第一进气口13相连。采用楔形的延拓管，能较好地规范进气的流向，均匀进气。其中，图2A中第一连通管12、延拓管17均以虚线示出，表示其处于第一腔室11的内部。
为了能进一步较好的控制废气气流的流向，如图2B所示，第一进气口13与延拓管17相连的位置设置有气流阀18，气流阀18中开设有条状开口，即进气口位置处设置有条状过滤阀；或者，气流阀18中开设有网状开口，即进气口位置处设置有网状过滤阀。气流阀18的设置，使得受废气余热升温的进气气体的分布更均匀，保证气体升温的平稳性。当然，在对气流的均匀性要求一般的情况下，也可以省略气流阀18，这里不做限定。
如图2B所示为楔形的延拓管17从进气方向观察的内部结构，加热装置的进气通过第一进气口13先进入到楔形延拓管17入口(即第一进气口13)，气流遇到气流阀18分散开来，经过楔形的延拓管17的倾斜式内壁均匀地进入到第一连通管12的金属腔室内部，沿第一连通管12由第一进气口13到第一出气口14流动并接受废气余热升温。
优选的是，第一连通管12和延拓管17采用不锈钢形成。采用不锈钢形成第一连通管12和延拓管17，不仅性能稳定、导热性好，而且价格便宜，不会大幅增加设备成本。
为了使获取的废气热能得到较好的回收利用，第一腔室11的所有腔壁外侧均涂有隔热材料，例如：在第一腔室11的外壁填充较低成本的隔热棉，防止热能散失。
参考图2A，在该热能回收装置的第一回收单元1中：含有大量热能的废气从第一废气进气口15进入到第一腔室11内部，废气填满整个第一腔室11内部，其热能能被第一连通管12内的进气气体吸收；逐渐降温的废气经第一废气出气口16(经第一废气出气管161)排出第一回收单元1；加热装置的进气经第一进气口13从楔形的延拓管17进入到第一连通管12内部，经气流阀18分流后沿着曲折、扁平的第一腔室11前进，第一腔室11有效地增加了废气热能与第一连通管12(也即进气管)进气的有效接触面积，进气管中的进气通过吸收废气中热能，其温度不断升高(图2A中采用不断加密的小黑点对应不断升高的进气温度)，最终进气通过第一出气口14排出第一回收单元1，经进气管33输送到加热装置3进行加热。这里，第一进气口13和第一出气口14均连接于加热装置3的相对进气端，上述曲折的扁平金属腔室相当于加热装置3的进气管33的一部分，经过该部分“进气管”的进气气体相当于进行了预加热，从而使得废气余热得以再次回收利用。
该热能回收装置中，第一回收单元采用加热装置的进气管曲折扁平设计、并通过使余热包围进气管的方式，使得加热装置的进气管与含余热的废气接触的有效面积最大，并将回收的热能直接用于升温加热装置的进气，具有较高的热能回收效率。
实施例2：
本实施例提供一种热能回收装置，该热能回收装置与实施例1的区别在于，该热能回收装置还包括设置于第一回收单元与加热装置的进气管之间的第二回收单元。
为了能尽可能多的获得废气热能，如图3所示，该热能回收装置还包括第二回收单元2，第二回收单元2包括第二腔室21以及设置于第二腔室21内部的第二连通管22，第二腔室21开设有第二进气口23和第二出气口24，第二连通管22封闭连接于第二进气口23与第二出气口24之间，第二进气口23用于与连接于第一出气口14的加热装置3的连接管32(即位于第一回收单元1与第二回收单元2之间的部分进气管)相连，第二出气口24用于与加热装置3的进气管33相连。即第二进气口23用于与第一出气管141相连的相对上游的进气管相连，第二出气口24用于与加热装置3的相对下游的进气管相连。当然，进一步的，第二进气口23和第二出气口24也可分别对应设置第二进气管和第二出气管。
优选的是，第二连通管22为弯曲管，且沿第二腔室21靠近加热装置3的腔壁、由第二进气口23向第二出气口24方向延伸。即第二连通管22可以不设置用于与加热装置3的废气排气管相连的第二废气进气口，而是通过将第二腔室21与加热装置3的顶部直接联通，进一步获取加热装置3顶部的废气热能(由于热量通常为上升散发方式，因此顶部的废气热能较为密集)，从而使得加热装置3的进气继续吸收和利用加热装置3的废气热能。
为了使获取的废气热能得到较好的回收利用，第二腔室21除设置有第二连通管22的腔壁以外的其余腔壁外侧均涂有隔热材料，例如隔热棉，防止热能散失。
如图4所示为第二回收单元2的结构示意图。根据图3，加热装置3的进气从第一回收单元1出来，并经连接于第一回收单元1和第二回收单元2之间的连接管32，从第二进气口23进入第二腔室21内部的第二连通管22，并沿第二连通管22弯曲前进，吸收加热装置3顶部散发的热能，然后经过进气管33进入加热装置3。其中，图4中第二连通管22以虚线示出，表示其处于第二腔室21的内部。
该热能回收装置采用两次余热回收单元，其中，第一回收单元采用加热装置的进气管曲折扁平设计、并通过使余热包围进气管的方式，使得加热装置的进气管与含余热的废气接触的有效面积最大；进一步的，辅以第二回收单元直接吸收加热装置顶部的废气余热的方式，增加了该热能回收装置的热能回收，并将回收的热能直接用于升温加热装置的进气，进一步提高了热能回收效率。
另外，本实施例中热能回收装置结构简单，成本低廉，在现有加热装置的基础上改进即可，对回收热能的加热装置只需做较小改动(设置分段的进气管分别与第一回收单元和第二回收单元连接)，投入的成本较少；而且，在加热装置运行过程中，不会因为增设热能回收装置的变更而增加加热装置的维护成本。
实施例3：
作为一种示例，本实施例提供一种液晶面板成盒工艺中的取向膜固化系统，如图5所示，该取向膜固化系统包括加热炉30，该加热炉30为上供气、侧排气结构，其中的加热炉30设置有实施例1或实施例2中的热能回收装置。
该加热炉30中，包括多个并排层叠设置的加热腔室35，每一加热腔室35均可放置单独的液晶面板进行取向膜固化工艺。在该取向膜固化系统的进气加热系统中，进气从该并排排列的加热腔室35的相对内侧进入，并从该并排排列的每一加热腔室35的相对外侧排出。
为适应取向膜固化系统的并排作业，在本实施例的取向膜固化系统中，第一回收单元1采用两个，分别设置在单排层叠设置的加热腔室35的底部，吸收废气中的热能并转化为进气热能；第二回收单元2采用一个，设置在并排排列的加热腔室35的相对内侧的顶部对应位置，即设置有第二连通管22的第二腔室21的腔壁与加热炉30的顶部联通，通过对固化炉顶部的余热再次进行回收并回收，使余热最大程度的得到利用。其中，第一回收单元1中第一腔室11和第二回收单元2中第二腔室21及其内部相应部件的尺寸，可根据加热炉30的大小进行灵活设置，这里不做限定。
以采用实施例2中的具有两个热能回收单元的热能回收装置为例，如图5所示，第一回收单元1设置于加热炉30的底部、且第一废气进气管151通过排气管34连接加热炉30的排气口，汇总收集各加热腔室35的带有余热的废气；第二回收单元2设置于加热炉30的顶部、且第二出气管与加热炉30的进气口通过进气管33连接。
在本实施例的取向膜固化系统中，加热炉30的进气首先经过第一连通管12，然后经过第二连通管22。第一连通管12可以理解为加热炉30的进气管的一部分，其中的进气气体被第一腔室11内废气的热能预先进行加热；第二连通管22也可以理解为加热炉30进气管的一部分，其中的进气气体被加热炉30的顶部散发出来的热能进一步预先进行加热，对固化炉顶部的散发的热能再次进行回收，进气气体经过两次废气预先加热。
在取向膜固化系统中，在未进行废气余热回收利用的情况下，加热炉30的进气温度为室温(25℃左右)，排气温度为230℃左右，气体加热所需的热量完全来自加热炉30。而本实施例的取向膜固化系统中，经测试发现，采用第一回收单元1，可获得约30％的热能回收利用率，进气温度大约上升为120℃左右；继续采用第二回收单元2，可再次获得约10％的热能回收利用率，进气温度大约上升为150℃左右，即进入加热炉30的进气温度为150℃左右。同样是为了获得设定的加热温度(230℃左右)，在加热炉30的进气温度为150℃的条件下，加热炉30的负担大大减小。可见，通过两次余热回收单元可以最大限度的利用废气余热，节约加热炉对进气加热所需能量，具有良好的节能效果；且进气气体和废气气体间只是热能交换，对液晶面板的产品品质无影响。
该取向膜固化系统中，通过增设热能回收装置，可以对取向膜固化系统的加热炉排气中热能及自身顶部散发热能进行回收，再次利用取向膜固化系统排出的热能，可以提高加热炉进气的温度，减小加热炉(Heater)的工作负荷，降低能源消耗，延长设备的使用寿命和提高供气加热系统效率，达到最大程度的热能回收的目的，解决了目前取向膜固化系统热能被直排或者热能回收利用效率低下的问题，最终降低产线运营成本。
这里应该理解的是，本实施例中的取向膜固化系统仅是对热能回收装置热能回收利用的一个示例，该热能回收装置也可以应用于其他有加热装置且具有热能回收需求的其他场合，在实际应用中可进行灵活加以改装并进行利用，这里不再详述。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种热能回收装置，能设置于加热装置外侧，其特征在于，包括第一回收单元，该所述第一回收单元包括第一腔室以及设置于所述第一腔室内的第一连通管，所述第一腔室开设有第一进气口和第一出气口、第一废气进气口和第一废气出气口，所述第一连通管曲折设置、封闭连接于所述第一进气口与所述第一出气口之间，所述第一进气口用于与所述加热装置的供气管相连，所述第一出气口用于与所述加热装置的进气管相连，所述第一废气进气口用于与所述加热装置的排气管相连，所述第一废气出气口用于排出废气。
2.根据权利要求1所述的热能回收装置，其特征在于，所述第一进气口和所述第一出气口开设于所述第一腔室的相对两腔壁中；所述第一连通管为扁平形状，且所述第一连通管沿所述第一腔室由所述第一进气口曲折延伸至所述第一出气口，曲折设置的所述第一连通管与所述第一腔室的腔壁相离。
3.根据权利要求2所述的热能回收装置，其特征在于，所述第一腔室内，所述第一进气口与所述第一连通管之间还设置有楔形的延拓管，所述延拓管较大的一端与所述第一连通管相适配且连接，较小的一端聚拢收缩并与所述第一进气口相连。
4.根据权利要求3所述的热能回收装置，其特征在于，所述第一进气口与所述延拓管相连的位置设置有气流阀，所述气流阀中开设有条状开口；或者，所述气流阀中开设有网状开口。
5.根据权利要求3所述的热能回收装置，其特征在于，所述第一连通管和所述延拓管采用不锈钢形成。
6.根据权利要求1-5任一项所述的热能回收装置，其特征在于，还包括设置于所述第一回收单元与所述加热装置的进气管之间的第二回收单元，所述第二回收单元包括第二腔室以及设置于所述第二腔室内部的第二连通管，所述第二腔室开设有第二进气口和第二出气口，所述第二连通管封闭连接于所述第二进气口与所述第二出气口之间，所述第二进气口用于与连接于所述第一出气口的连接管相连，所述第二出气口用于与所述加热装置的进气管相连。
7.根据权利要求6所述的热能回收装置，其特征在于，所述第二连通管为弯曲管，且沿所述第二腔室靠近所述加热装置的腔壁、由所述第二进气口向所述第二出气口方向延伸。
8.根据权利要求7所述的热能回收装置，其特征在于，所述第一腔室的所有腔壁外侧、以及所述第二腔室除设置有所述第二连通管的腔壁以外的其余腔壁外侧均涂有隔热材料。
9.一种取向膜固化系统，包括加热炉，其特征在于，所述加热炉设置有权利要求1-8任一项所述的热能回收装置。
10.根据权利要求9所述的取向膜固化系统，其特征在于，所述第一腔室设置于所述加热炉的底部、且所述第一废气进气口与所述加热炉的排气口通过排气管连接，所述第二回收单元设置于所述加热炉的顶部、且所述第二出气口与所述加热炉的进气口通过进气管连接。
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