CN105318749A - 水浴热交换器 - Google Patents
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Abstract
本发明揭示了一种水浴热交换器,包括壳体、入水口和出水口、热交换管道、热交换管道入口和热交换管道出口。壳体密闭,入水口和出水口形成在壳体上,水由入水口进入到壳体内,经由壳体内的水流通路流至出水口并从流出壳体。热交换管道沿水流通路布置。热交换管道入口和热交换管道出口分别连接到热交换管道的两端。待进行热处理的液体或者气体由热交换管道入口进入,流经热交换管道后从热交换管道出口流出,在热交换管道中与水进行热交换,液体或者气体的流向与水的流向相对。本发明的水浴热交换器使用水作为热交换的载体,成本低、易于获得,能够满足大流量持续工作的需求。
Description
技术领域
本发明涉及半导体工艺技术领域,更具体地说,涉及一种用于对液体或者气体进行加热或者冷却的水浴热交换器。
背景技术
在半导体工艺过程中,需要使用到各种液体以及气体。由于半导体工艺过程中对于温度的要求较高,因此要求这些参与工艺过程的液体或者气体能够预先被加热或者冷却至预定的温度。半导体工艺中的液体或者气体多数是易燃、易挥发、具有毒性,需要在密闭的环境中进行操作。因此传统的加热方法不适用于半导体工艺过程。
利用热交换原理的热交换器是比较适合半导体工艺中的液体或者气体的热交换的。但这些热交换器需要满足如下的要求:
1)具有足够大的流通量,能够满足持续工作的需要。
2)有足够的热交换面积,能够达到所需要的加热或者冷却效果。
3)确保安全。
发明内容
本发明旨在提出一种能够满足半导体工艺中的液体或者气体的热交换需求的水浴热交换器。
根据本发明的一实施例,提出一种水浴热交换器,包括壳体、入水口和出水口、热交换管道、热交换管道入口和热交换管道出口。壳体密闭,入水口和出水口形成在壳体上,水由入水口进入到壳体内,经由壳体内的水流通路流至出水口并从流出壳体。热交换管道沿水流通路布置。热交换管道入口和热交换管道出口分别连接到热交换管道的两端。待进行热处理的液体或者气体由热交换管道入口进入,流经热交换管道后从热交换管道出口流出,在热交换管道中与水进行热交换,液体或者气体的流向与水的流向相对。
在一个实施例中,壳体内具有数个平行设置的挡板,数个平行设置的挡板形成蛇形迂回的水流通路。
在一个实施例中,热交换管道是蛇形弯管,沿蛇形迂回的水流通路布置。
在一个实施例中,热交换管道由数根独立管道并列形成,每一个管道具有各自的管道入口和管道出口。
在一个实施例中,在热交换管道出口处安装有热电偶,热电偶检测从热交换管道出口出流出的液体或者气体的温度。
在一个实施例中,在入水口和出水口处安装有热电偶,热电偶检测从入水口处流入的水的温度以及由出水口处流出的水的温度。
在一个实施例中,入水口位于壳体的底部,出水口位于壳体的顶部。
在一个实施例中,热交换管道入口位于壳体的一个侧壁上,靠近顶部的位置;所述热交换管道出口位于壳体的另一个侧壁上,靠近底部的位置。
在一个实施例中,在壳体的底部还具有排水口。
本发明的水浴热交换器使用水作为热交换的载体,成本低、易于获得,能够满足大流量持续工作的需求。热交换管道可采用数根管道并列的形式,以增加液体或者气体的热交换吞吐量。
附图说明
本发明上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变的更加明显,在附图中相同的附图标记始终表示相同的特征,其中:
图1揭示了根据本发明的一实施例的水浴热交换器的外部结构图。
图2揭示了根据本发明的一实施例的水浴热交换器的内部结构图。
具体实施方式
参考图1和图2所示,本发明揭示了一种水浴热交换器,图1揭示了其外部结构图,图2揭示了其内部结构图。
如图所示,本发明提出一种水浴热交换器100,包括壳体102、入水口104和出水口106、热交换管道108、热交换管道入口110和热交换管道出口112。本发明选用水作为热交换的载体,因为水是容易得到,成本低,并且可以持续供应,能够满足半导体工艺不间断工作的要求。水具有足够的热容量,能够对液体或者气体加热或者冷却到所需要的温度。
壳体102密闭。入水口104和出水口106形成在壳体102上,水由入水口104进入到壳体102内,经由壳体102内的水流通路流至出水口106并流出壳体102。在图1所示的实施例中,入水口104位于壳体102的底部,出水口106位于壳体102的顶部。水大体上是沿着由下向上的路径流过壳体内部。参考图2所示,揭示了壳体的内部结构。如图2所示,壳体102内具有数个平行设置的挡板121,数个平行设置的挡板121形成蛇形迂回的水流通路。水在从入水口104进入后,沿着蛇形迂回的水流通路,达到出水口106。如图1和图2所示,在入水口104和出水口106处分别安装了热电偶122,热电偶122检测从入水口处流入的水的温度以及由出水口处流出的水的温度。
热交换管道108沿水流通路布置。热交换管道入口110和热交换管道出口112分别连接到热交换管道的两端。待进行热处理的液体或者气体由热交换管道入口110进入,流经热交换管道后从热交换管道出口112流出。液体或者气体在热交换管道108中与水进行热交换,液体或者气体的流向与水的流向相对。参考图2所示,热交换管道108是沿着水流通路布置,以获取尽可能大的与水接触的表面积。在图2所示的实施例中,热交换管道108是蛇形弯管,沿蛇形迂回的水流通路布置。通过蛇形管道的设计,使得液体或者气体能在壳体中流经尽可能长的路径,停留尽可能长的时间,充分与水进行热交换。此外,在流向上,液体或者气体的流向是与水流的方向相反。比如在图1所示的实施例中,热交换管道入口110位于壳体102的一个侧壁上,靠近顶部的位置。热交换管道出口112位于壳体的另一个侧壁上,靠近底部的位置。待进行热交换的液体或者气体大体上是沿着从上向下的方向流经热交换管道,与水流由下而上的方向相反。如此布置的一个好处是可以实现对液体或者气体的逐步加热或者冷却。以热水加热冷液体为例,冷的液体(比如IPA)由热交换管道入口110进入,此时接触到的是已经流经大部分水流通路,经过充分热交换的热水。这些热水经过充分热交换后温度已经降低,与冷液体的温差较小,对冷液体进行初步的加热。随着液体沿热交换管道逐步流动(图1中所示为向下流动),这些液体会越来越靠近入水口104,所接触的水的温度也越来越高,但此时这些液体经过不断热交换加热之后,自身的温度也在提高。由于热交换管道出口112的位置靠近入水口104,因此流出热交换管道出口112的液体会被充分地加热。通过这种方式,热交换管道内外的温差相对固定,不会出现巨大差异,有利于热交换管道的维护。
继续参考图1和图2所示,为了提高热交换的效率,在图示的实施例中,热交换管道108由数根独立管道并列形成,在图中所示的是由三根独立的管道并列形成。每一个管道具有各自的管道入口和管道出口。在热交换管道出口112处安装有热电偶122,在图示的实施例中,在每一个独立的管道上安装有各自独立的热电偶122。热电偶检测从热交换管道出口出流出的液体或者气体的温度。通过安装在入水口、出水口和热交换管道出口处的热电偶,能够获知进行热交换前水的温度、进行热交换后水的温度以及进行热交换后液体或者气体的温度,根据这些温度参数即可调节水温、水流量、液体或者气体的流量,来达到所需要的加热或者冷却的效果。
在图1所示的实施例中,在壳体102的底部还具有排水口123。排水口123的作用是将壳体102内残余的水排出。
本发明的水浴热交换器使用水作为热交换的载体,成本低、易于获得,能够满足大流量持续工作的需求。热交换管道可采用数根管道并列的形式,以增加液体或者气体的热交换吞吐量。
上述实施例是提供给熟悉本领域内的人员来实现或使用本发明的,熟悉本领域的人员可对上述实施例做出种种修改或变化而不脱离本发明的发明思想,因而本发明的保护范围并不被上述实施例所限,而应该是符合权利要求书提到的创新性特征的最大范围。
Claims (9)
1.一种水浴热交换器,其特征在于,包括:
壳体,壳体密闭;
入水口和出水口,形成在壳体上,水由入水口进入到壳体内,经由壳体内的水流通路流至出水口并流出壳体;
热交换管道,沿所述水流通路布置;
热交换管道入口和热交换管道出口,分别连接到热交换管道的两端;
待进行热处理的液体或者气体由热交换管道入口进入,流经热交换管道后从热交换管道出口流出,在热交换管道中与水进行热交换,所述液体或者气体的流向与水的流向相对。
2.如权利要求1所述的水浴热交换器,其特征在于,所述壳体内具有数个平行设置的挡板,数个平行设置的挡板形成蛇形迂回的水流通路。
3.如权利要求2所述的水浴热交换器,其特征在于,所述热交换管道是蛇形弯管,沿所述蛇形迂回的水流通路布置。
4.如权利要求1所述的水浴热交换器,其特征在于,所述热交换管道由数根独立管道并列形成,每一个管道具有各自的管道入口和管道出口。
5.如权利要求1所述的水浴热交换器,其特征在于,在热交换管道出口处安装有热电偶,热电偶检测从热交换管道出口出流出的液体或者气体的温度。
6.如权利要求1所述的水浴热交换器,其特征在于,在入水口和出水口处安装有热电偶,热电偶检测从入水口处流入的水的温度以及由出水口处流出的水的温度。
7.如权利要求1所述的水浴热交换器,其特征在于,所述入水口位于壳体的底部,出水口位于壳体的顶部。
8.如权利要求7所述的水浴热交换器,其特征在于,所述热交换管道入口位于壳体的一个侧壁上,靠近顶部的位置;所述热交换管道出口位于壳体的另一个侧壁上,靠近底部的位置。
9.如权利要求7所述的水浴热交换器,其特征在于,在壳体的底部还具有排水口。
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