CN106471325B - 热交换器以及利用该热交换器的排气处理装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种可以确保充分的传热面积，并且可以容易地进行内部的清扫或维修的热交换器、和利用该热交换器的排气处理装置。即，本发明的热交换器(10)配备有传热板(22)，所述传热部(22)将双重管结构的本体外壳(16)的内部空间划分成在其整个轴向方向上形成螺旋状、并且在轴向方向上相互邻接的受热流体流动通路(18)及散热流体流动通路(20)。在本体外壳(16)的上端部开设有受热流体出口(18b)和散热流体入口(20a)，在本体外壳(16)的上部安装压头箱(24)，所述压头箱(24)划分出将受热流体出口(18b)与散热流体入口(20a)连通的空间。并且，在本体外壳(16)的上端面安装导向构件(26)，所述导向构件(26)利用顶部(26a)共同的倾斜面(26b、26c)将受热流体出口(18b)和散热流体入口(20a)连接起来，将给予顶部(26a)的流体向受热流体出口(18b)及散热流体入口(20a)导向。

Description

热交换器以及利用该热交换器的排气处理装置

技术领域

本发明主要涉及适合于排气的热分解处理过程的热交换器以及采用该热交换器的排气处理装置。

背景技术

热交换器具有被传热板相互分割开的至少两个流路，通过使低温的受热流体(气体或者液体，下同)在一个流路中流动，并且，使高温的散热流体在另一个流路中流动，在散热流体和受热流体之间进行热的交换(传热)。

这种热交换器，在利用热的各种生产过程中被使用，例如，在专利文献1中公开了一种技术：在排气除害装置中设置热交换器，在通过该排气除害装置的除害处理部中的燃烧或者加热分解而产生的高温的气体与导入通向上述除害处理部的配管的惰性气体之间进行热交换。

根据这种技术，可以使从除害处理部排出的气体的温度降低，可以减轻排气的冷却负担。另外，由于可以使导入到通向除害处理部的配管的惰性气体的温度上升，因此，可以抑制该配管内的排气的温度降低引起的固态物的生成及附着。因此，可以不需要对该配管设置加热器，以谋求降低成本。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2006－275421号公报

发明内容

发明所要解决的课题

但是，在上述现有技术的热交换器及采用该热交换器的排气处理装置中，存在着如下的问题。

即，过去这种装置中使用的热交换器，一般地，为了确保散热流体与受热流体的接触面积(换句话说，“传热面积”)，散热流体的流路和受热流体的流路中的一个流路以波纹状构成，并且，另一个流路以向并列的多个细管分配的方式构成。因此，在这种流路中流动的散热流体及受热流体例如像半导体排气那样含有某种粉尘的情况下，在上述流路中以波纹状构成那个流路的拐角部分，在流体的流动方向反转时，离心力等作用于该流体，粉尘等从该流体中分离出来而堆积于流路的拐角部分。另外，在以向上述流路中并列的多个细管分配的方式构成的另一个流路中，由于被向多个细管分配时流速下降，所以，在这种情况下，与上面所述的情况一样，粉尘等也会堆积。其结果是，传热效率显著降低，并且，流体在上述流路流通时的压力损失变大，流量减少或者闭塞，会产生真空泵(或者鼓风机)的负担变大的问题。

在产生这种问题的情况下，要停止热交换器(乃至采用热交换器的装置)的运转以清扫内部，但是，清扫滞留在波纹状的流路的拐角部分或细管内的粉尘是极其困难的，是花费时间和劳力的作业。

另外，当如上所述为了增加散热流体·受热流体之间的传热面积，而大幅地使这些流体的流路形成波纹状，或分配成细管时，热交换器必然地变大。这样，当热交换器变大时，还存在有露出到表面上的散热面积变大，热交换效率实质上会降低的问题。

因此，本发明的主要课题为提供一种高效率的热交换器，所述热交换器尽管紧凑但能够确保充分的传热面积，并且，可以容易地进行内部的清扫及维修。另外，本发明的进一步的课题是提供一种排气处理装置，所述排气处理装置能够利用这样的热交换器进行大容量排气的高效率的热分解(除害)处理。

解决课题的手段

为了达到上述目的，例如，如图1至图3所示，本发明以如下方式构成热交换器10。

即，所述热交换器由以下部分构成：

双重管结构的本体外壳16，所述本体外壳16包括外管12及内管14，所述外管12和内管14的轴朝向上下方向地竖立设置；以及传热板22，所述传热板22将形成在上述外管12与上述内管14之间的内部空间划分成受热流体流动通路18及散热流体流动通路20，所述受热流体流动通路18及所述散热流体流动通路20在上述本体外壳16的整个轴向方向上形成为螺旋状，并且，在上述本体外壳16的轴向方向上相互邻接。在上述本体外壳16的下端部，开设与上述受热流体流动通路18相连的受热流体入口18a和与上述散热流体流动通路20相连的散热流体出口20b，并且，在上述本体外壳16的上端部，开设与上述受热流体流动通路18相连的受热流体出口18b和与上述散热流体流动通路20相连的散热流体入口20a。

本发明例如起到下面所述的作用。

由于受热流体流动通路18和散热流体流动通路20在本体外壳16的轴向方向上邻接，并且，在本体外壳16的整个轴向方向上形成螺旋状，因此，可以使经由传热板22接触的低温侧的受热流体和高温侧的散热流体的接触面积极、即传热面积极大化。

另外，由于受热流体流动通路18和散热流体流动通路20不是波纹状的(即，不具有像流路反转那样的急剧的拐角部分)，而是使内管14的外周回旋成螺旋状的形状，并且，由于受热流体和散热流体总是以快的速度在没有分支的大致相同形状的流路内流动，所以，所述粉尘等难以在流路内滞留，另外，即使假定在粉尘等滞留的情况下，也可以只通过使清洗水或清洗空气等内部清洗流体流过，就能够比较简单地进行冲洗。

进而，由于经由传热板22接触的散热流体和受热流体成为对向流，所以，可以进一步提高热交换效率，可以使装置紧凑化。另外，只通过分别向设置在本体外壳16的上端部的受热流体出口18b及散热流体入口20a供应上述内部清洗流体，然后内部清洗流体遵从重力等而向下流动，就可以简单地清扫热交换器10的内部。

例如，如图1及图2所示，在本发明中，优选地，还具有下面所述的结构。

即，优选地，在上述本体外壳16的上部安装压头箱(headbox)24，所述压头箱(headbox)24划分出将上述受热流体出口18b和上述散热流体入口20a连通的空间，并且，在上述本体外壳16的上端面安装导向构件26，所述导向构件26利用顶部26a共同的倾斜面26b、26c将上述受热流体出口18b和上述散热流体入口20a连接起来，将被给予上述顶部26a的流体向上述受热流体出口18b及上述散热流体入口20a导向。

在这种情况下，只通过向导向构件26的顶部26a喷射·供应清洗水等热交换器内部清洗用的流体，就可以自动地分别对受热流体流动通路18和散热流体流动通路20供应内部清洗用的流体。

另外，优选地，在本发明中，除了上述各结构之外，例如，如图4所示，还在上述受热流体流动通路18及所述散热流体流动通路20中的至少上述散热流体流动通路20内设置朝着其内部空间的下方喷射清洗气体的清洗供应机构50。

这里，所谓清洗气体是将堆积在散热流体流动通路20(及受热流体流动通路18)内的粉尘等的颗粒向散热流体出口20b(及受热流体入口18a)喷吹清洗(喷射)用的气体。作为清洗气体，使用氮气等惰性气体是特别适合的。

另外，根据第二个发明的气体处理装置是采用上述热交换器10的装置，例如，如图1所示，以下述方式构成排气处理装置。

即，配备有：反应塔32，所述反应塔具备所述热交换器10和对在该热交换器10的受热流体流动通路18中流动的作为处理对象的排气E进行加热的加热机构30；以及，对导入反应塔32的作为处理对象的排气E进行液体清洗的湿式入口洗涤器34和对由所述反应塔32热分解的处理后的排气E进行液体清洗的湿式出口洗涤器36中的至少一个。

另外，根据第三个发明的排气处理装置是采用上述热交换器10的装置，例如，如图3所示，以下述方式构成排气处理装置。

即，具备反应塔32，所述反应塔由所述热交换器10和对在该热交换器10的受热流体流动通路18中流动的作为处理对象的排气进行加热的加热机构30构成。在上述热交换器10的受热流体入口18a附近的受热流体流动通路18和散热流体出口20b附近的散热流体流动通路20中的至少一个通路内，设置对排气E进行液体清洗的一个或者多个喷嘴40。

发明的效果

根据本发明，可以提供一种尽管紧凑仍能够确保充分的传热面积，并且，能够容易地进行内部清扫及维修的高效率的热交换器，以及采用这样的热交换器且能够进行大容量的排气的有效的热分解(除害)处理的排气处理装置。

附图说明

图1是表示本发明中的一个实施例的排气处理装置的概略的说明图。

图2是将图1的主要部分放大的图，是表示本发明的热交换器的一个例子的图。

图3是表示本发明中的另外的实施例的排气处理装置的概略的说明图。

图4是表示本发明中的另外的实施例的热交换器的概略的说明图。

具体实施方式

下面，利用图1及图2说明本发明的一种实施方式(第一种实施方式)。

图1是表示搭载了本发明的热交换器10的排气处理装置11A的概略的图。该排气处理装置11A是对从图中未示出的半导体制造装置中排出的含有硅烷(SiH₄)、氯系气体、PFCs(全氟化合物)等的排气E进行除害处理用的装置，如该图所示，排气处理装置11A按照排气E的处理流程依次设置入口洗涤器34、反应塔32及出口洗涤器36，进而，再加设排气风机42及水槽44等而构成。

这里，对于图1中标注附图标记E的箭头，相对比较粗的线的箭头表示热分解之前的排气，相对比较细的线的箭头表示热分解后的排气(对于后面所述的图2及图3也一样)。

入口洗涤器34是利用清洗水吸收从图中未示出的半导体制造装置排出的排气E中包含的粉尘、水溶性气体等并且从排气E中清洗除去的洗涤器，由喷嘴34b和直管式的洗涤本体34a构成，所述喷嘴34b配置在该洗涤本体34a的内部，对于向反应器32供应之前的排气E喷射热分解前的清洗水PW以对其进行清洗。这里，根据目的，热分解前的清洗水PW使用水或者添加了氨或者NaOH等碱或者酸等药液的水溶液等。

该入口洗涤器34的顶部经由入口导管46与图中未示出的半导体制造装置连接，在半导体的制造工艺中排出的各种排气E通过入口导管46，被导入到该入口导管34的顶部。

另外，图1中的附图标记34c是用于促进从喷嘴34b散布的热分解前的清洗水PW与排气E的气液接触的填充材料。

另外，在图1中，排气E的流动方向和从喷嘴34b散布的热分解前的清洗水PW的流动方向是同一方向，但是，它们也可以成为对向流。

在图示的实施例中，独立地设置该入口洗涤器34和水槽44，并且，两者被水洗气体供应配管48及从该水洗气体供应配管48分支出的排水管50连接起来。因此，来自于入口洗涤器34的排水经由水洗气体供应配管48及排水管50被送入到设置在水槽44内的喷淋水回收槽44a(将在后面描述)。另外，排水管50的水槽侧端部50a通过配置在比喷淋水回收槽44a的水面低的位置而被水密封。

上述喷嘴34b和喷淋水回收槽44a经由配管52被连接起来，在该配管52的中途安装泵54。另外，借助该泵54将贮存于喷淋水回收槽44a内的热分解前的清洗水PW向喷嘴34b供应。

另外，也可以将上述入口洗涤器34竖立地设置在喷淋水回收槽44a上，并且，入口洗涤器34的内部和水槽44的内部相互直接连通。

反应塔32是用于将排气E加热分解的装置，具有热交换器10和加热机构30。

如图2所示，热交换器10由本体外壳16和传热板22构成，所述本体外壳16具有由不锈钢或哈斯特洛依耐蚀镍基合金(海因斯公司注册商标)等金属材料形成的外管12及内管14形成的双重管结构，所述传热板22同样由不锈钢或哈斯特洛依耐蚀镍基合金(海因斯公司注册商标)等金属材料构成，将在上述外管12和上述内管14之间形成的内部空间划分成受热流体流动通路18及散热流体流动通路20。并且，上述受热流体流动通路18和上述散热流体流动通路20在上述本体外壳16的轴向方向上相邻接，并且，在上述本体外壳16的整个轴向方向上形成螺旋状。

这里，形成本体外壳16的外管12及内管14的形状可以是圆管状或方管状等任何形状。特别是，在将本体外壳16的外管12及内管14的形状制成方管状的情况下，可以起到下面所述的作用和效果。即，在受热流体流动通路18及散热流体流动通路20中流动的受热流体及散热流体在拐角部分相对于壁面成大致直角地碰撞，由此生成紊流。并且，通过这样生成紊流，受热效果(传热效率)提高数倍，可以提高整个热交换器的热交换效率，并且，可以抑制粉尘等向流路壁面的附着。加之，将(后面将要描述的)热交换器内部清洗用的流体供应给受热流体流动通路18及散热流体流动通路20的情况下，该流体在拐角部分相对于壁面成大致直角地碰撞，破碎成无数的流体微粒。因此，可以进一步提高由该流体产生的清洗效果。

另外，在图中所示的实施方式的热交换器10中，本体外壳16以其轴朝向上下方向的方式竖立设置，在该本体外壳16的下端部，更具体地说，在外管12的下端外周面，开设与受热流体流动通路18相连的受热流体入口18a和与散热流体流动通路20相连的散热流体出口20b，水洗气体供应配管48的下游端被连接到上述受热流体入口18a，向水槽44给送在反应塔32内热分解处理过的排气E的分解气体给送配管56被连接到上述散热流体出口20b。另外，上述受热流体入口18a及散热流体出口20b只要是被设置在本体外壳16的下端部，则其开设位置并不被限制在上述的位置，例如设置在本体外壳16的下端面也可以。

另一方面，在该本体外壳16的上端部，更具体地说，在外管12的上端外周面，开设与受热流体流动通路18相连的受热流体出口18b及与散热流体流动通路20相连的散热流体入口20a。这样，在本实施方式的热交换器10中，以受热流体和散热流体变成对向流的方式构成。另外，上述受热流体出口18b及散热流体入口20a只要是设置在本体外壳16的上端部，则其开设位置并不被限制在上述位置，例如设置在本体外壳16的上端面也可以。

这里，从本实施方式中的热交换器10整体的流路及其温度分布的配置来看，高温侧成为上部，低温侧成为下部，作为散热少、热交换效率高的节省能量的装置，这是理想的配置。

进而，在本体外壳16的上部安装压头箱24，所述压头箱24由不锈钢或哈斯特洛依耐蚀镍基合金(海因斯公司注册商标)等金属材料形成，划分出将受热流体出口18b和散热流体入口20a连通起来的空间，并且，在本体外壳16的上端面安装金属或者陶瓷制的导向构件26，所述导向构件26经由顶部26a共同的倾斜面26b、26c将受热流体出口18b和散热流体入口20a连接起来。这里，在压头箱24内的该导向构件26的顶部26a正上方的位置安装有喷嘴28，在必要时，从该喷嘴28向导向构件26的顶部26a喷射的作为热交换器内部清洗用的流体的喷淋水SW，被所述导向构件26的倾斜面26b、26c导向，向受热流体出口18b及散热流体入口20a供应。另外，如图2所示，在压头箱24的底部，设置有将上述喷淋水SW等向受热流体出口18b及散热流体入口20a没有遗漏地导向的倾斜。

另外，在图示的实施方式的热交换器10中，上述本体外壳16和压头箱24呈露出的状态，但是，为了更进一步提高热交换器10的热利用效率，优选地，在压头箱24的外表面及上述本体外壳16中的外管12的外周面和内管14的内部空间粘贴设置隔热材料。另外，如上所述，从热交换器10整体的流路及其温度分布的配置来看，由于成为高温侧为上部、低温侧为下部这样的理想的配置，因此，如果至少在压头箱24的外表面和本体外壳16的外管12的外周面上部粘贴设置隔热材料，则可以充分提高热利用效率。

加热机构30是用于将排气E热分解的热源。在图中所示的实施方式中，作为该加热机构30，采用电热式的加热器，所述电热式的加热器是通过在铝等陶瓷制或者哈斯特洛依耐蚀镍基合金(海因斯公司注册商标)或者不锈钢等金属制的保护管的内部填充由SiC等陶瓷或者镍铬电热线或者康塔尔铁铬铝电阻丝(Kanthal)(山特维克AB公司注册商标)等金属线构成的发热电阻而构成的。并且，在压头箱24内的排气E的流路附近，具体地说，在导向构件26的内部及与该导向构件26对向的压头箱24的内壁内部，设置多个该加热机构30。

另外，尽管图中未示出，但在作为加热机构30的电热式的加热器的后端部设置有供电端子，电源装置经由导线被连接于该供电端子。

另外，加热机构30只要可以提供能够进行排气E的热分解的高温的热，其形式并不局限于上述电热式加热器，例如，也可以是火焰式的燃烧器、非移动式或者移动式的等离子体焰炬等。另外，设置的个数也可以不是上面所述的多个而是一个。

进而，不管加热机构30如何，在需要排气E的除害中氧或空气等助燃性气体等的情况下，可以将相关气体和排气E一起从受热流体入口18a向反应塔32内供应，也可以将相关气体直接供应到压头箱24内。

出口洗涤器36用于清洗及冷却在反应塔32中热分解的排气，由于以下部分构成：竖立地设置在构成水槽44的出口洗涤器排水回收槽44b(将在后面描述)的上面的直管状的洗涤器本体36a、以与排气E的流动方向相对向的方式从上方喷射清洗水CW的朝下的喷嘴36b、以及用于促进从喷嘴36b撒布的清洗水CW与排气E的气液接触的填充材料36c。

该出口洗涤器36与上述入口洗涤器34一样，在图中所示的实施方式中，喷嘴36b和水槽44(更具体地说，出口洗涤器排水回收槽44b)经由配管60被连接起来，借助安装在该配管60的途中的泵62，将出口洗涤器排水回收槽44b内的清洗水CW提升到喷嘴36b，但是，在该喷嘴36b中，除了水槽44内的清洗水CW之外，根据需要还供应新水等新的药液。

另外，图1中的附图标记64是冷却装置，所述冷却装置64用于对从出口洗涤器排水回收槽44b向喷嘴36b供应的清洗水CW进行冷却。

排气风机42被连接于出口洗涤器36的顶部出口，通过该排气风机42运转，将排气处理装置11A的内部始终保持在比大气压低的压力(＝负压)。因此，热分解处理前的排气E或处理完的高温的排气E等不会错误地从排气处理装置11A向外部泄漏。

水槽44是贮存热分解前的清洗水PW、喷淋水SW及清洗水CW的容器，其内部被间隔构件66划分成喷淋水回收槽44a和出口洗涤器排水回收槽44b。另外，间隔构件66是从水槽44内的底面竖立设置的板材，在其上端与水槽48内的顶面之间设置有开口68，如后面将要描述的那样，在排气处理装置11A的运转中，排气E从该开口68穿过。

如上所述，喷淋水回收槽44a是这样的水槽：回收被入口洗涤器34喷射的热分解前的清洗水PW及从喷嘴28喷射的喷淋水SW，并且，对于入口洗涤器34及喷嘴28，贮存经由泵54供应的热分解前的清洗水PW及喷淋水SW。

另外，出口洗涤器排水回收槽44b是这样的水槽：回收从出口洗涤器36的喷嘴36b排出的清洗水CW及根据需要被供应的新水等新的药液，并且，贮存供应给出口洗涤器36的喷嘴36b的水等，即，贮存清洗水CW。

这里，由于根据需要供应给出口洗涤器36的新水等新的药液流入出口洗涤器排水回收槽44b，因此，使剩余的水等越过间隔构件66向喷淋水回收槽44a溢流，以便不滞留规定量以上的水等。另外，如上所述，喷淋水回收槽44a由于水等从出口洗涤器排水回收槽44b溢流，所以，配置排水管70，以便不会滞留规定量以上的水等。该排水管70是将贮存于喷淋水回收槽44a的水等向图中未示出的排水处理装置输送用的配管，其一端被连接于排水处理装置，并且，其另一端被配置在距喷淋水回收槽44a的底面规定的高度处。从而，喷淋水回收槽44a的水面位置不会比排水管70的另一端的位置高。

另外，在除去本实施方式的排气处理装置11A中的反应塔32的压头箱24内以外的部分，为了保护各个部分不受由包含在排气E中的、或者通过分解排气E而产生的氢氟酸等腐蚀性成分引起的腐蚀，实施聚氯乙稀树脂、聚乙烯树脂、不饱和聚酯树脂以及氟系树脂等的耐腐蚀性的镀敷或涂敷。

其次，在利用以上述方式构成的排气处理装置11A进行排气E的除害处理时，首先，接通排气处理装置11A的运转开关(图中未示出)，使反应塔32内的加热机构30动作，开始压头箱24内的加热。

接着，当压头箱24内的排气E流动区域的温度达到包含在该排气E中的除害对象成分的热分解温度时，排气风机42动作，开始向排气处理装置11A导入排气E。这样一来，排气E依次通过入口洗涤器34、反应塔32及出口洗涤器36，排气E中的除害对象成分被除害。

根据本实施方式的排气处理装置11A，由于按照上面所述的方式构成热交换器10，所以，在排气E的热分解时，起到以下的作用。

即，由于受热流体流动通路18和散热流体流动通路20在本体外壳16的轴向方向上相邻接，并且，在本体外壳16的整个轴向方向上形成螺旋状，所以，可以使经由传热板22接触的受热流体和散热流体的接触面积、即传热面积极大化。加之，由于经由传热板22接触的散热流体和受热流体成为对向流，所以，始终使低温的受热流体触及温度比其高的散热流体，可以提高热交换效率。

另外，在本实施方式的排气处理装置11A中，由于热交换器10的受热流体流动通路18和散热流体流动通路20为将内管14的外周呈螺旋状回旋的形状，因此，粉尘等不容易滞留在流路内，另外，即使在粉尘等滞留的情况下，也可以只通过使清洗水或清洗空气等内部清洗流体流过，就能够比较简单地进行冲洗。特别是，在本实施方式的排气处理装置11A中，由于在竖立设置的热交换器10的本体外壳16的上端面设置导向构件26，并且，在该导向构件26的顶点26a正上方的位置装配喷射喷淋水SW的喷嘴28，因此，只通过向导向构件26的顶部26a喷射供应热交换器内部清洗用的喷淋水SW，就可以分别对受热流体出口18b及散热流体入口20a自动地供应喷淋水SW。并且，分别供应给受热流体出口18b及散热流体入口20a的喷淋水SW此后借助重力等在热交换器10的内部流下，冲洗滞留在热交换器10内的粉尘等。

另外，上述实施方式能够如下所述地变更。

虽然表示出了在上述排气处理装置11A中配备有入口洗涤器34和出口洗涤器36两者的情况，但是，根据处理的排气E的种类，也可以只配备它们中的一个。

其次，对于图3所示的第二种实施方式的排气处理装置11B进行说明。

与上述第一种实施方式不同的部分主要在于，省略反应塔32前后的入口洗涤器34及出口洗涤器36，并且，在热交换器10的下侧内部配置喷嘴40。另外，由于除此之外的部分和所述第一种实施方式相同，所以，对于相同的结构赋予和第一种实施方式相同的附图标记，并且，援引所述第一种实施方式的说明来代替本实施方式的说明。另外，关于各个附图标记，在用上位概念表示各个部位的情况下，只用不加字母副标记的阿拉伯数字表示，在有必要区别各个部位的情况下(即，在用下位概念表示的情况下)，对阿拉伯数字附加大写的字母副标记来加以区别。

喷嘴40用于喷射喷淋水SW来液体清洗排气E，在热交换器10的受热流体入口18a附近的受热流体流动通路18内及散热流体出口20b附近的散热流体流动通路20内，设置多个所述喷嘴40。其中，设置在受热流体入口18a附近的受热流体流动通路18内的喷嘴40A是在与从受热流体入口18a向受热流体流动通路18内供应的排气E的气流相对向的方向上喷射喷淋水SW的喷嘴，发挥与所述入口洗涤器34同等的功能。与此相对，设置在散热流体出口20b附近的散热流体流动通路20内的喷嘴40B是在与在散热流体流动通路20内朝向散热流体出口20b的排气E的气流并行的方向上喷射喷淋水SW的喷嘴，发挥与所述出口洗涤器36同等的功能。

另外，在本实施方式的排气处理装置11B中，水槽72直接连接于受热流体入口18a。该水槽72是将从喷嘴40A喷射的喷淋水SW作为排水W回收的容器，其内部空间经由入口容器46与图中未示出的半导体制造装置连接。另一方面，水槽74直接连接于散热流体出口20b。该水槽74是将从喷嘴40B喷射的喷淋水SW作为排水W回收的容器，其内部空间被连接于排气风机42。

这里，在本实施方式的排气处理装置11B中，向喷嘴40B供应新水，利用泵76汲取被回收到水槽74中的排水W并供应给喷嘴40A。但是，供应给各个喷嘴40的水并不局限于这些形式，例如，可以全部使用新水，也可以全部汲取被回收到水槽72和/或水槽74的排水W来使用。

根据以上述方式构成的排气除害装置11B，由于可以省略反应塔32前后的入口洗涤器34及出口洗涤器36，所以，可以紧凑地形成排气处理装置11B。

另外，与所述第一种实施方式一样，由于该第二种实施方式的排气处理装置11B也配备有热交换器10，所以，大容量排气的高效率的热分解(除害)处理成为可能。具体地说，在作为加热机构30使用输出10kW的电热加热器，将风量400L/分钟的排气加热到850℃，能够将排气中的NF₃除害99.5％以上的排气处理装置中，在采用在方管状的本体外壳16的高度为1000mm、外管12的水平截面形状为一个边为400mm的矩形、内管14的水平截面形状为一个边为200mm的矩形、高度为1000mm的本体外壳16中将受热流体流动通路18及散热流体流动通路20呈螺旋状回旋10圈的本发明的热交换器10的情况下，作为加热机构30的电热加热器的负荷可以降低75％左右。另外，其结果是，不仅使电热加热器的负荷降低75％左右，同时，这还意味着作为散热流体在使用之后，可以使向大气中排出的排气E的冷却负荷降低75％左右。这样，如果使用本发明的热交换器10，则可以有效并且经济地进行排气的热分解处理。

另外，上述第二种实施方式可以如下所述地变更。

虽然表示出了在上述排气处理装置11B中，在受热流体流动通路18内及散热流体流动通路20内这两者中设置喷嘴40的情况，但是，也可以根据所处理的排气E的种类，在它们当中的一个中设置喷嘴40。

另外，在上述第一种实施方式及第二种实施方式中，对于将热交换器10应用于将来自于半导体制造装置的排气E进行除害用的排气除害装置11A及11B的形式进行了说明，但是，该热交换器10的用途并不局限于此，如果是要求在含有大量粉尘等的流体之间进行热交换的装置，则也可以应用于其它任何装置。

接着，对于和上述第一种实施方式及第二种实施方式的热交换器10不同的图4所示的实施方式的热交换器10进行说明。

该实施方式的热交换器10与第一种实施方式及第二种实施方式的热交换器10之间的不同点在于，在本实施方式的热交换器10中，设置有清洗气体供应机构50。另外，由于除此之外的部分和上述各种实施方式相同，所以，对于相同的结构赋予和第一种实施方式及第二种实施方式同样的附图标记，并且，援引所述第一种实施方式及第二种实施方式的说明来代替本实施方式的说明。

清洗气体供应机构50是如下的喷射装置,该喷射装置向排气E的热分解等时附带生成并堆积在热交换器10内的粉尘等的颗粒喷射由惰性的氮气等构成的清洗气体，将这些颗粒向该热交换器10的下方冲洗，使之向外部排出，该喷射装置具有在热交换器10内向其下方喷射清洗气体的喷射喷嘴50a。清洗气体给送管路50b的下游端被连接于该喷射喷嘴50a。另外，所述清洗气体给送配管50b的上游端被连接于图中未示出的清洗气体贮存容器等清洗气体供应源，另外，在该清洗气体给送管路50b上安装有控制从喷射喷嘴50a喷射的清洗气体的量、喷射喷嘴50a的动作时间长度·定时等的控制装置(图中未示出)。

这里，在图4所示的热交换器10中，本体外壳16的外管12及内管14的形状为方管状，将喷射喷嘴50a安装于形成在本体外壳16内部的散热流体流动通路20的各个拐角部分，并且，利用上述控制装置进行控制，使得从安装在本体外壳16的上部(上段)的喷射喷嘴50a向安装在下部(下段)的喷射喷嘴50a对于各个喷射喷嘴例如以每3秒钟一次的时序喷射清洗气体。借此，可以不停止热交换器10的运转而保持运转状态不变地将堆积在散热流体流动通路20内的粉尘等的颗粒有效地向外部清洗，其结果是，可以抑制长期间压力差的上升，并且，可以在热交换效率始终极大化的状态下使用热交换器10。

另外，在上述实施方式中，表示出了将本体外壳16的形状形成方管状，将喷射喷嘴50a安装到散热流体流动通路20的各个拐角部分的情况，但是，也可以将本体外壳16的形状形成圆筒状，并且，从散热流体流动通路20的上部一直到下部隔开规定间隔地安装喷射喷嘴50a。

另外，在上述实施方式中，表示出了在散热流体流动通路20上设置多个喷射喷嘴50a的情况，但是，该喷射喷嘴50a的安装个数并不局限于此，例如，也可以在散热流体流动通路20的上部安装一个喷射喷嘴50a。

进而，在上述实施方式中，表示出了只在散热流体流动通路20安装该清洗气体供应机构50的情况，但是，不仅将该清洗气体供应机构50安装于散热流体流动通路20，也可以根据需要安装于受热流体流动通路18。

附图标记说明

10…热交换器

11A、11B…排气处理装置

12…外管

14…内管

16…本体外壳

18…受热流体流动通路

18a…受热流体入口

18b…受热流体出口

20…散热流体流动通路

20a…散热流体入口

20b…散热流体出口

22…传热板

24…压头箱

26…导向构件

26a…(导向构件的)顶部

26b、26c…(导向构件的)倾斜面

30…加热机构

32…反应塔

34…入口洗涤器

36…出口洗涤器

40…喷嘴

50…清洗气体供应机构

E…排气

Claims (4)

1.一种热交换器，由以下部分构成：

双重管结构的本体外壳(16)，所述本体外壳(16)包括外管(12)及内管(14)，所述外管(12)和内管(14)的轴朝向上下方向地竖立设置，

传热板(22)，所述传热板(22)将形成在上述外管(12)与上述内管(14)之间的内部空间划分成受热流体流动通路(18)及散热流体流动通路(20)，所述受热流体流动通路(18)及散热流体流动通路(20)在上述本体外壳(16)的整个轴向方向上形成为螺旋状，并且，在上述本体外壳(16)的轴向方向上相互邻接，其特征在于，

在上述本体外壳(16)的下端部，开设有与上述受热流体流动通路(18)相连的受热流体入口(18a)和与上述散热流体流动通路(20)相连的散热流体出口(20b)，并且，在上述本体外壳(16)的上端部开设有与上述受热流体流动通路(18)相连的受热流体出口(18b)和与上述散热流体流动通路(20)相连的散热流体入口(20a)，

进而，在上述本体外壳(16)的上部安装压头箱(24)，所述压头箱(24)划分出将上述受热流体出口(18b)和上述散热流体入口(20a)连通的空间，并且，

在上述本体外壳(16)的上端面安装导向构件(26)，所述导向构件(26)利用顶部(26a)共同的倾斜面(26b)(26c)将上述受热流体出口(18b)与上述散热流体入口(20a)连接起来，将给予上述顶部(26a)的流体向上述受热流体出口(18b)及上述散热流体入口(20a)导向。

2.如权利要求1所述的热交换器，其特征在于，

在所述受热流体流动通路(18)及所述散热流体流动通路(20)之中的至少上述散热流体流动通路(20)内，设置有向其内部空间的下方喷射清洗气体的清洗气体供应机构(50)。

3.一种排气处理装置，其特征在于，配备有：

反应塔(32)，所述反应塔(32)具备权利要求1或2所述的热交换器(10)、以及加热机构(30)，所述加热机构(30)对排气(E)进行加热，所述排气(E)为在该热交换器(10)的受热流体流动通路(18)中流通的处理对象，以及，

对导入上述反应塔(32)的作为处理对象的排气(E)进行液体清洗的湿式入口洗涤器(34)和对由上述反应塔(32)热分解的处理后的排气(E)进行液体清洗的湿式出口洗涤器(36)中的至少一个洗涤器。

4.一种排气处理装置，其特征在于，

具备反应塔(32)，所述反应塔(32)由权利要求1或2所述的热交换器(10)、以及对在该热交换器(10)的受热流体流动通路(18)中流动的作为处理对象的排气(E)进行加热的加热机构(30)构成，

在上述热交换器(10)中的所述受热流体入口(18a)附近的受热流体流动通路(18)内或者所述散热流体出口(20b)附近的散热流体流动通路(20)内之中的至少一个内设置对排气(E)进行液体清洗的一个或者多个喷嘴(40)。