CN112426876A - 内置热回收装置和空气净化装置的一体型回流系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及回流系统，涉及一种内置热回收装置和空气净化装置的一体型回流系统，回流系统内包括用于冷凝流出物的冷凝器，且内置有热交换机、卷对卷集尘装置、空气净化装置等一体型装置，通过回收回流中产生的高温热量并重新投入回流炉的内部，从而能够节省回流的能量消耗量，即电量消耗，而且可防止大部分工厂等狭小空间中的作业流水线受到妨碍。本发明的技术特征是，回流系统包括热回收部(100)和净化部(200),所述热回收部(100)包括：从回流炉(10)排出的污染的空气中回收高温热量的热回收装置；以及将经过所述热回收装置的污染的空气实时净化并重新投入回流炉(10)的内部的第一空气净化装置；所述净化部(200)包括第二空气净化装置，其实时地净化从回流输送机(20)两侧的入口部(30)和出口部(40)排出的污染的空气并向室内(50)排出。

Description

内置热回收装置和空气净化装置的一体型回流系统
技术领域
本发明涉及回流系统，涉及一种内置热回收装置和空气净化装置的一体型回流系统，回流系统内具有用于冷凝流出物的冷凝器，内置热交换机、卷对卷集尘装置、空气净化装置等一体型装置，通过回收回流中发生的高温的热量并向回流炉的内部重新投入，能够节省回流的能量消耗量，即电量消耗，而且可防止大部分工厂等狭小空间中的作业流水线受到妨碍。
背景技术
通常表面安装技术(Surface Mount Technology，SMT)是将可在印刷电路基板(PCB)的表面上直接安装的表面安装部件(Surface Mounted Components，SMC)附着在电路上的方法，所述表面安装技术可使用回流焊接(Reflow Soldering)设备，并通过焊接法实现。回流设备中焊接时使用的焊锡膏(Solder Paste)通常含有75～92wt％的焊接合金粉末，剩余的为粘合剂，由树脂(Rosin)、粘度增加剂及润滑剂等构成。
现有的回流设备在250℃左右的高温中进行回流焊接作业时，从树脂中生成恶臭或者挥发性有机化合物(VOCs)和流出物(Flux，细粒子的液体状态残渣)等污染物质，但是目前对于这些污染物质不做专门处理，而是通过回流上端的输送管利用工厂上方的空调机(输送管)向外排出。而且，回流设备中有部分恶臭和挥发性有机化合物等泄露，污染工厂内部的空气并诱发员工的头痛等，从而不仅妨碍工作环境而且对人体健康产生恶劣影响。
特别地，由于现有回流设备具有无法将焊接时产生的流出物向外部排出的结构，因此通过回流设备下端安装的通风管理系统(Fume Management System)只能去除10％左右，剩余部分重新向回流炉内循环，由此，流出物附着并积累在回流炉内部的板式加热器上，从而降低板式加热器的热传递效果，因此不仅增加电力消耗量(能量消耗量)，而且板式加热器上积累并附着的流出物滴落在印刷电路基板上导致品质不良，因此用于去除附着在板式加热器上的流出物的清扫作业以最少1次/月左右的频率频繁地进行，由此产生回流的操作中断及消耗相当多的人力的问题。
此外，回流下端安装的通风管理系统也需要进行一年一次左右的清扫，清扫费用约为300万韩元左右而且清扫时去除粘度很强的流出物的作业十分困难，而且放出大量有毒的流出物气味，且严重危害作业者的健康。
与此同时，回流排出的污染的空气虽具有约190℃左右的高温，但是对于它们不存在进行热回收的专门处理工序而是直接向外部排出，所以回流操作时能量损失非常严重。
作为背景技术的专利文献1中记载了用于净化处理如恶臭或者挥发性有机化合物的污染物质的无输送管式空气净化装置。所述无输送管式空气净化装置利用低温等离子反应器-金属氧化物催化剂-活性炭的组合完全分解/去除恶臭或者挥发性有机化合物后可向室内排出，因无需输送管等空调设施，因此不仅可减少输送管等空调设施的安装人力和安装费用，而且生产工艺变更时，可防止因输送管重新设置导致的操作中断而引起的生产效率下降等。
然而，回流焊接时发生的细粉尘或者流出物以及在激光工艺中加工高分子聚乙烯树脂时产生的高浓度的有毒气体、粉尘、细烟粒和流出物等在前处理滤波器中没能够完全过滤掉，因此存在直接吸入无输送管式空气净化装置内的问题。
所述前处理滤波器中没能去除的细粉尘或者流出物等物质附着在所述无输送管式空气净化装置的等离子反应器的电极板上，从而等离子反应不能完全反应，导致出现分解并去除恶臭或者挥发性有机化合物等污染物质的效果下降的问题，由此发生需要停止空气净化装置的操作并周期性地清扫等离子反应器的电极板带来的不便。而且金属氧化物催化剂或者活性炭及各种滤波器上也会部分地附着有细粉尘或者流出物等物质，由此还出现因性能弱化导致更换周期根据产业现场的特性缩短至3～4个月左右的问题。
另外，回流排出的污染空气虽具有约190℃左右的高温，但是高温污染空气中含有的热量(能量)没被回收而只进行空气净化处理，并直接向室内排出，因此不仅使工厂室内的温度上升，而且还发生使回流的电力消耗量增加的问题。
此外，所述无输送管式空气净化装置设置在回流设备两端边上，如大部分工厂，空间狭小的情况下，存在操作流水线受到妨碍的缺点。
另外，作为背景技术的专利文献2中记载了用于捕集并去除回流焊接时产生的细粉尘或者流出物等的卷对卷集尘装置。所述卷对卷集尘装置安装在无输送管式空气净化装置的前端，用于事先过滤并捕集细粉尘及流出物等，因此在等离子反应器中不仅可显著地提高恶臭或者挥发性有机化合物的分解、去除效率，而且可解除需要随时清扫等离子反应器的电极板带来的不便，可使金属氧化物催化剂或者活性炭及各种滤波器的寿命延长1年左右相当长的时间。由此可防止因清扫无输送管式空气净化装置的等离子电极板而导致的操作中断，具有因各种催化剂、活性炭及滤波器的寿命的延长而减少维护费用的优点。
然而，卷对卷集尘装置中吸入的流出物的温度为80～90℃左右，大部分以气液状态存在，因此部分流出物直接通过卷对卷集尘装置的滤波器，并附着在金属氧化物催化剂上，由此产生白化现象导致出现催化剂表面上臭氧的分解效果及活性氧生成量减少的缺点，因此经过长时间的流逝，结果会导致出现恶臭或者挥发性有机化合物的分解、去除效果下降的问题。
【在先技术文献】
【专利文献】
(专利文献1)专利文献1.韩国公开专利公报第2017-0112377号
(专利文献2)专利文献2.韩国专利申请第2017-0087214号
发明内容
【技术问题】
为了解决上述发明的问题，本发明提供一种内置热回收装置和空气净化装置的一体型回流系统，通过在回流系统内内置用于冷凝流出物的冷凝器、卷对卷集尘装置、热交换机及空气净化装置等一体型装置，回流上端无需输送管等空调设施，作业环境变得舒适，可防止因输送管重新设置导致操作中断的同时，防止如挥发性有机化合物的污染空气的泄露，并向室内提供净化的空气，同时能够解决员工的健康问题。
此外，通过回收回流中产生的高温热量，并重新投入回流炉的内部，从而可减少回流的能量消耗量，即电量消耗，在大部分的工厂等狭小的空间中进行的工作流水线不受到妨碍。
【解决方案】
为了实现上述技术课题，本发明的内置热回收装置和空气净化装置的一体型回流系统的特征是由热回收部和净化部构成，所述热回收部包括从回流炉排出的污染空气中回收高温热量的热回收装置、及将经过所述热回收装置的污染空气实时净化并重新投入到回流炉的内部的第一空气净化装置，所述净化部包括第二空气净化装置,其实时地净化从回流输送机两侧的入口部和出口部排出的污染空气并向室内排出。
此外，所述热回收装置由热交换机和冷凝器构成，将回流炉排出的污染空气经过所述热交换机的同时冷却至80～90℃后，再经过所述冷凝器的同时冷却至60～70℃，并将污染的空气中气液状态的流出物冷凝后，并输送至所述第一空气净化装置。
此外，所述冷凝器包括风扇及散热器(Heat Sink)。
此外，所述第一空气净化装置在同一第一工具包上依次安装有用于去除经过所述冷凝器冷凝的流出物的第一无纺布过滤器和卷对卷集尘装置；用于去除经过所述卷对卷集尘装置的集尘滤波器的空气中的恶臭和挥发性有机化合物的低温等离子反应器；以及用于去除在分解经过所述低温等离子反应器的空气中的恶臭或者挥发性有机化合物的过程中生成的微小粉尘的中间过滤器，所述第一工具包的引出或者安装采用滑动方式。
此外，所述第一空气净化装置在同一第二工具包上依次安装有用于去除经过所述第一工具包的空气中包含的残留臭氧的金属氧化物催化剂；用于吸附并去除通过所述金属氧化物催化剂的空气中的未溶臭氧(Discharged Ozone)及挥发性有机化合物的分解过程中作为副产物生成的一氧化碳和二氧化碳的吸附过滤器和高效微粒空气过滤器；以及用于将经过所述吸附过滤器和所述高效微粒空气过滤器的空气输送至回流炉的鼓风机。
此外，在所述第一工具包中更换所述第一无纺布过滤器、所述卷对卷集尘装置的集尘滤波器及所述中间过滤器中任意一个以上时，通过所述冷凝器的污染的空气不经过所述第一工具包而是向另外的第二无纺布过滤器迂回(by-pass)，并去除冷凝的流出物后输送至所述第二工具包。
此外，经过所述第一空气净化装置的同时冷却至65～70℃的净化空气利用回流炉排出的190℃的污染的空气，通过所述热交换机升温至110℃后重新投入到回流炉内部。
此外，所述热回收部在作为回流的上端部的阀帽部分上放置有所述热交换机、所述冷凝器、所述金属氧化物催化剂、所述吸附过滤器、所述高效微粒空气过滤器及所述鼓风机，回流的下端部上放置有所述第一无纺布过滤器、所述第二无纺布过滤器、所述卷对卷集尘装置、所述低温等离子反应器及所述中间过滤器。
此外，所述第二空气净化装置分别设置在回流上端的输送机两侧末端的阀帽位置上，且包括冷凝器，且同一第三工具包上依次安装有中间过滤器、低温等离子反应器或者臭氧发生器、金属氧化物催化剂、吸附过滤器、高效微粒空气过滤器及鼓风机。
此外，所述金属氧化物催化剂使用单一金属氧化物或者金属氧化物的混合物，金属氧化物催化剂的量可在空间速度为10000～20000hr-1范围进行调节，金属氧化物催化剂的形态为蜂窝、小球(Pellet)、波纹(Corrugate)形状中任意一种。
此外，所述热回收部中吸入风量可在1～4m3/min之间进行调节，所述净化部中吸入风量可在1～8m3/min之间进行调节。
此外，所述第一空气净化装置中包括的金属氧化物催化剂与吸附过滤器的体积比为1：2，所述第二空气净化装置中包括的金属氧化物催化剂与吸附过滤器的体积比为2：1。
【有益效果】
因此，本发明的内置有热回收装置和空气净化装置的一体型回流系统由于利用冷凝器冷凝气液状态的流出物，然后用卷对卷集尘装置进行过滤、捕集并完全地去除，因此可防止流出物附着在回流的板式加热器上，从而可防止因流出物滴落在板式加热器上引起的印刷电路基板的品质不良，改善板式加热器的热传递效果，首先能够减少能量(电量)消耗量，由此板式加热器的清扫周期由1次/月大幅度地延长至1次/年，从而可防止因清扫导致回流的操作中断，可期待提高生产效率。
此外，本发明的一体型回流系统不再需要进行一年一次左右的清扫的通风管理系统，从而具有减少清扫费用的同时可保护操作者的健康并免受有毒的流出物侵害的优点。
此外，通过去除流出物不仅可在空气净化装置的等离子反应器中完全地提高分解并去除恶臭或者挥发性有机化合物的效率，而且能够解除随时需要清扫等离子反应器的电极板带来的不便，可将金属氧化物催化剂或者活性炭及各种滤波器的寿命从现有的3～4个月延长至1年以上相当长的时间。因此，具有可防止因清扫等离子反应器的电极板而导致操作中断，因各种催化剂、活性炭及滤波器的寿命的延长导致减少维护费用的优点。
此外，由于通过回收回流排出的高温污染空气中含有的热量，并重新投入到回流炉的内部，因此可期待再次减少回流的能量和电量消耗的效果。与此同时，在回流阀帽位置上由于温度维持在40℃以上，金属氧化物催化剂的性能进一步提高，具有因臭氧导致挥发性有机化合物等污染物质的分解效果进一步增加的效果。
此外，由于一体型回流中内置的空气净化装置完全吸附回流输送机两侧的入口和出口上泄露的恶臭及挥发性有机化合物并对其进行净化，因此可造成舒适的室内环境，同时解决员工的健康和头痛问题，从而具有能够提高工作的注意力的优点。
附图说明
图1是本发明涉及的一体型回流系统中热回收部热的回收及实时空气净化处理的概念图。
图2是本发明涉及的一体型回流系统中热回收部的结构布置及工艺流程图。
图3是本发明涉及的一体型回流系统中热回收部的冷凝器的构成模拟图。
图4是本发明涉及的一体型回流系统中热回收部的卷对卷集尘装置的构成模拟图。
图5是本发明涉及的一体型回流系统中热回收部的低温等离子反应器的构成模拟图。
图6是本发明涉及的一体型回流系统中净化部的结构布置及工艺流程图。
图7是本发明涉及的一体型回流系统的卷对卷集尘装置对污染空气中流出物的去除效果的照片。
图8是因板式加热器上附着的流出物的滴落导致PCB板的产品不良的照片。
图9是基于采用热回收装置的回流系统的电量消耗的缩减曲线图。
具体实施方式
本说明书及权利要求书中使用的术语或者用语不能仅以通常或者字典上的含义局限性地进行解释，应该依据发明人为了能够以最佳的方法说明其发明可适当地定义术语的概念的原则，以符合本发明的技术思想的含义和概念进行解释。
因此，本说明书中记载的实施例和附图中图示的结构只是本发明的优选一实施例，不代表本发明的技术思想的全部，应该理解在本发明的申请的时间点上可能会存在能够取代它们的各种等同物和变形例子。
以下参照附上的附图对本发明的一实施例进行详细说明。首先，需要注意的是，附图中相同的组成要素或者部件尽可能地采用相同的附图标记，在说明本发明的过程中，为了不使本发明的主旨发生混淆，将省略有关习知功能或者结构的具体说明。
本发明的内置热回收装置和空气净化装置的一体型回流系统由热回收部100和净化部200构成，所述热回收部100包括从回流炉10排出的污染空气中回收高温热量的热回收装置；以及将经过所述热回收装置的污染空气实时净化并重新投入到回流炉10的内部的第一空气净化装置。所述净化部200包括第二空气净化装置,其实时地净化从回流输送机20两侧的入口部30和出口部40排出的污染空气并向室内排出，所述热回收部100和净化部200一起内置在相同的回流系统内。
图1图示了本发明涉及的一体型回流系统中热回收部的热回收和实时空气净化处理的概念，从回流炉10排出的190℃左右的污染空气先经过热交换机110并冷却至80□90℃左右，并将其利用散热器(Heat Sink)类型的冷凝器120再次冷却至60□70℃左右，从而冷凝污染空气中含有的气液状态的流出物后，通过第一空气净化装置的卷对卷集尘装置140将细粉尘和冷凝的流出物完全去除。然后，通过第一空气净化装置将除去流出物的污染空气中的恶臭和挥发性有机化合物等实时地且完全地净化后，利用回流炉10排出的高温污染空气进行热交换后重新投入回流炉10内部。此时，其原理是第一空气净化装置中净化的空气大约维持在65□70℃左右，在热交换机110中通过与190℃左右的高温污染空气进行热交换并上升至110℃左右后，重新投入回流炉10内部。
现有技术中，由于对高温污染空气不进行专门的热回收处理而直接向外部排出,因此回流能量及电量出现严重消耗。但是，利用如本发明的热回收装置并将上升至110℃左右的净化空气重新投入回流炉10内部，基于对流现象可获得使板式加热器的温度保持均匀的效果，从而能够将回流的电量消耗量大幅地减少10％以上。
一体型回流系统的热回收部
图2是本发明涉及的一体型回流系统中热回收部100的结构布置及工艺流程图，回流上端阀帽位置上放置有热交换机110、冷凝器120、金属氧化物催化剂170、吸附过滤器180、高效微粒空气过滤器182及鼓风机190，回流下端放置有第一无纺布过滤器131、第二无纺布过滤器132、卷对卷集尘装置140、低温等离子反应器150及中间过滤器160。
一体型回流炉10内排出的190℃左右的高温的污染空气经过热交换机110与净化的空气进行热交换，并向图3中图示的冷凝器120输送。此时，送往冷凝器120的污染空气在热交换过程中会冷却至80□90℃，并在具有风扇124的散热器122类型的冷凝器120中再次冷却使气液状态的流出物冷凝，优选冷却至60□70℃左右。
通过冷凝器120的流出物中较大的粒子在第一无纺布过滤器131中首先被过滤，细粉尘和剩余较小粒子的流出物基于图4中图示的卷对卷集尘装置140被完全捕集并去除。由此，可防止残留的细粉尘或者流出物等附着在以后的低温等离子反应器150或者金属氧化物催化剂170上，从而不仅可几乎完全地提高恶臭或者挥发性有机化合物等的分解和去除效果，而且可解除需要随时清扫低温等离子反应器150的电极板151、152而带来的不便，具有可将包括金属氧化物催化剂170、吸附过滤器180及高效微粒空气过滤器182在内的各种滤波器的寿命延长1年以上相当长时间的优点。
卷对卷集尘装置140包括集尘滤波器142、驱动部144、被驱动部146及无纺布148。集尘滤波器142具有一定宽度且卷绕成卷状，且以安装在被驱动部146的被驱动轴(未图示)上的状态，基于驱动部144慢慢地展开，并在经过无纺布148的同时过滤并捕集细粉尘或者烟雾、粉尘、烟粒及流出物等，并向驱动部144前进的同时进行回收。此时，集尘滤波器142的前进速度可在2□10㎝/sec之间调整。
低温等离子反应器150以介质阻挡气体放电(DBD，Dielectric BarrierDischarge)方式通过在常温下发生等离子而生成的臭氧分解通过卷对卷集尘装置140的污染空气中包含的恶臭或者挥发性有机化合物。如图5所示，低温等离子反应器150优选包括用于升压电源部155中提供的电源的升压装置154和分别施加在升压装置154升压的电源的第一电极板151及第二电极板152。第一电极板151和第二电极板152优选依次交叉排列且使空气从电极板之间的空间流过的形式构成。这种情况下，第一电极板151和第二电极板152通常优选以约3级至10级交叉排列。另外，升压装置154优选升压至10～20KV范围的高电压。
然后，通过低温等离子反应器150的空气中可能包含恶臭或者挥发性有机化合物的分解过程中可能生成的细粉尘等，这可通过中间过滤器160再次完全地去除。
金属氧化物催化剂170利用活性氧将通过低温等离子反应器150或者臭氧发生器(未图示)的污染空气中包括的残留的臭氧进行分解后，再利用活性氧分解在低温等离子反应器150中没能分解的未反应的挥发性有机化合物。这种情况下，用于分解臭氧的催化剂可以是白金、铬氧化物、铝氧化物、钴氧化物、铜氧化物、锰氧化物，金属钯或者钯化合物等，其中优选使用金属氧化物。所述金属氧化物催化剂包括MnO2、NiO、CoO、Fe2O3、V2O5、AgO2等。此外，除了使用单一金属氧化物之外还可以使用多个金属氧化物的混合物。例如可以使用MnO2-CuO、MnO2-AgO2、Mn2O3-TiO2及NiO-CoO-AgO2等形态。此外，金属氧化物催化剂可使用蜂窝类型、小球(Pellet)类型或者波纹(Corrugate)类型中的任意一种。
因此，金属氧化物催化剂170不仅可进一步分解以前步骤的低温等离子反应器150中没来得及分解的残留的挥发性有机化合物并几乎完全地将其去除，而且可同时执行分解未溶臭氧(Discharged Ozone)使最终排出的空气中的臭氧浓度减小至非常少的功能。此时，金属氧化物催化剂170的体积(金属氧化物催化剂使用量)优选定义为空间速度相对于处理风量(流量)在10000～20000(hr-1)之间。这种情况下，空间速度根据以下公式定义如下：
空间速度(hr-1)＝流量(m3/hr)÷催化剂体积(m3)
然后，吸附过滤器180吸附并去除通过金属氧化物催化剂170的空气中的污染物，即未溶臭氧(Discharged Ozone)或者所述挥发性有机化合物的分解过程中作为副产物生成的一氧化碳(CO)及二氧化碳(CO2)。这种情况下，吸附过滤器180可通过包括蜂窝类型的活性炭或者小球类型的活性炭。
另外，由于热回收部100将净化的空气重新投入回流炉10内，因此金属氧化物催化剂170和吸附过滤器180的体积比优选为1：2。
此外，吸附过滤器180可进一步包括高效微粒空气过滤器182，高效微粒空气过滤器182将0.3μm以上的细粒子去除99.97％以上之后，将净化处理后的空气重新投入回流炉10内部。此时，净化后空气的温度为65□70℃左右，将其利用回流炉10排出的190℃左右的高温污染空气进行热交换并升温至110℃左右,然后重新投入到回流炉10内部，从而可达到基于对流现象将板式加热器的温度保持均匀的效果，因此将回流的电量消耗大幅地减少10％以上。
另外，热回收部100中位于回流下端的第一无纺布过滤器31、卷对卷集尘装置140、低温等离子反应器150及中间过滤器160能够以安装在相同的第一工具包上的形式制作，并采用滑动方式，从而能够容易地向回流外部取出工具包，这种情况下，使第一无纺布过滤器131或者卷对卷集尘装置140的集尘滤波器142以及中间过滤器160的更换作业变得更加容易。此外，通过去除位于现有回流的下端的通风管理系统(Fume Management System)并在该位置上放置第一工具包。
此外，热回收部100中位于回流上端的金属氧化物催化剂170、吸附过滤器180和高效微粒空气过滤器182及鼓风机190能够以安装在相同的第二工具包上的形式制作，因此在更换催化剂或者滤波器时可通过打开回流上端阀帽盖子并容易地进行更换。
另外，在需要更换位于回流下端的第一无纺布过滤器131、卷对卷集尘装置140的集尘滤波器142、中间过滤器160等时，如图2所示，使用T管道使通过冷凝器120的污染空气进行迂回(by-pass)并直接送往第二无纺布过滤器132，并去除冷凝的流出物，再使用T管道并直接通过位于回流上端的第二工具包的金属氧化物催化剂170和吸附过滤器180以及高效微粒空气过滤器182。这种情况下，具有即使更换催化剂和各种滤波器的情况下也不用中断回流操作的优点。
热回收部100中基于鼓风机190的吸入风量为2m3/min左右，优选为1□4m3/min左右。
热回收部100的工作顺序如下：
正常工作：在回流炉中吸入→热交换机→冷凝器→第一工具包(第一无纺布过滤器-卷对卷集尘装置-低温等离子反应器-中间过滤器)→第二工具包(金属氧化物催化剂-吸附过滤器-高效微粒空气过滤器-鼓风机)→热交换机→向回流炉内部投入。
更换滤波器时：在回流炉中吸入→热交换机→冷凝器→迂回(T管道)→第二无纺布过滤器→第二工具包(金属氧化物催化剂-吸附过滤器-高效微粒空气过滤器-鼓风机)→热交换机→向回流炉内部投入。
一体型回流的净化部
以下对内置有所述第二空气净化装置的净化部200的各结构布置、作用及工艺进行说明，所述第二空气净化装置用于净化回流输送机20的两侧入口部30和出口部40排出的恶臭及挥发性有机化合物。
如图6所示，净化部200的第二空气净化装置优选分别设置在回流上端两侧末端阀帽的位置上，以净化处理输送机20的入口部30和出口部40排出的恶臭或者挥发性有机化合物等。此时，第二空气净化装置包括冷凝器210、中间过滤器220、低温等离子反应器230或者臭氧发生器(未图示)、金属氧化物催化剂240、吸附过滤器250、高效微粒空气过滤器252及鼓风机260等。
一体型回流的输送机20两侧排出的污染空气的温度为80□90℃左右，在图3中图示的散热器类型的冷凝器210中进行冷却，并冷凝气液状态的流出物，优选冷却至50□60℃左右。
通过冷凝器21的流出物可在中间过滤器220被完全地捕集并去除。这种情况下，由于回流输送机20两侧排出的污染空气中细粉尘或者流出物的含量明显小于回流炉10中排出的污染空气中的含量，因此只使用中间过滤器220也能有效地去除。
中间过滤器220作为前处理滤波器，其首先物理地集尘大尺寸粉尘等，以提高其之后的净化及分解步骤的效率。
流出物在低温等离子反应器230中通过常温下发生等离子而产生的臭氧分解污染空气中含有的恶臭或者挥发性有机化合物，所述污染空气是在中间过滤器220中除去细粉尘或者流出物的污染空气。
另外，净化部200的低温等离子反应器230的构成与热回收部100的低温等离子反应器150相同，升压装置154优选可升压至10～20KV范围的高电压。
这种情况下，由于回流输送机20两侧排出的污染空气中含有的恶臭或者挥发性有机化合物相对小于回流炉10排出的污染空气，因此所述第一电极板151和第二电极板152优选通常以大约3级至5级进行交叉排列，而且也可以使用臭氧发生器来替代低温等离子反应器230。
金属氧化物催化剂240利用活性氧将通过低温等离子反应器230的污染空气中含有的残留的臭氧进行分解后，且利用活性氧分解在低温等离子反应器230中没能分解的未反应的挥发性有机化合物。此时，金属氧化物催化剂240不仅进一步分解前步骤的低温等离子反应器230中没来得及分解的残留挥发性有机化合物并几乎完全地去除，而且可同时执行分解未溶臭氧(Discharged Ozone)使最终排出的空气中的臭氧浓度极度减小的功能。净化部200的金属氧化物催化剂240的体积和空间速度以及金属氧化物的种类和形态与热回收部100的金属氧化物催化剂170的相同。
吸附过滤器250吸附并去除通过金属氧化物催化剂240的空气中的污染物，即未溶臭氧(Discharged Ozone)或者挥发性有机化合物的分解过程中作为副产物生成的一氧化碳(CO)和二氧化碳(CO2)。这种情况下，吸附过滤器250可包括蜂窝类型的活性炭或者小球类型的活性炭。
净化部200将净化的空气向作业室内排出，因此金属氧化物催化剂240和吸附过滤器250的体积比优选为2：1。
吸附过滤器250可进一步包括高效微粒空气过滤器252，高效微粒空气过滤器252将0.3μm以上的细粒子去除99.97％以上之后，将净化处理的空气向室内排出。此时，净化后空气的温度为40□45℃左右，在夏季因启动空调及每小时4次左右的空调排出使工作室的温度可保持25□26℃，而在冬季向室内排出40□45℃的空气，从而具有可减少因驱动暖风机时产生的电量消耗的效果。
净化部200中位于回流上端阀帽位置上的中间过滤器220、低温等离子反应器230或者臭氧发生器、金属氧化物催化剂240、吸附过滤器250、高效微粒空气过滤器252、鼓风机260能够以安装在相同的第三工具包上的形式制作，更换催化剂或者滤波器时可打开回流上端阀帽盖子并容易地进行更换。
净化部200中基于鼓风机260的吸入风量为4m3/min左右，优选为1□8m3/min左右。
热回收部200的工作顺序如下。
正常工作：输送机两侧吸入→冷凝器→第三工具包(中间过滤器-低温等离子反应器或者臭氧发生器-金属氧化物催化剂-吸附过滤器-高效微粒空气过滤器-鼓风机)→向室内排出。
以下通过几个实施例对本发明进行说明。
<实施例1>(基于冷凝器的污染空气的温度降低效果)
①温度降低效果的测定方法
如图3所示，以散热器类型制作冷凝器，在冷凝器前端和通过冷凝器的后端分别测定回流炉排出并通过热交换机的污染空气的温度，并比较和研究温度降低效果。
此时，回流到达正常操作的时间点，即启动2小时后开始以每1小时间隔测定温度，基于鼓风机的吸入风量为3m3/min。
②污染空气的温度降低效果的测定结果
回流到达正常操作条件后，在经过1小时的时间点上，冷凝器前端中的污染空气的温度显示为79.3℃左右，通过冷凝器的后端的污染空气的温度显示为58.1℃左右，基于冷凝器下降了约21℃左右。
工作8小时后，冷凝器前端中污染空气的温度显示为85.5℃，冷凝器后端中污染空气的温度显示为63.8℃左右，下降了约21.7℃左右。
大体上，即使回流工作时间继续，通过冷凝器后污染空气的温度仍然保持大约63℃，而且污染空气的温度降幅在21℃左右保持一定，由此可知，污染空气中气液状态的流出物可被十分有效地冷凝。
【表1】基于冷凝器的污染空气的温度下降的测定结果
Figure BDA0002178975370000131
<实施例2>(基于卷对卷集尘装置的流出物的去除效果)
①流出物的去除效果的测定方法
使用图4图示的卷对卷集尘装置，用肉眼测定在回流中焊接时发生的污染空气中含有的流出物的去除效果。
涂有焊锡膏的PCB板装入回流，对在250℃左右的炉内焊锡膏熔化时产生的污染空气如同<实施例1>，利用冷凝器将流出物冷凝后，并在卷对卷集尘装置的滤波器一面上进行捕集。
流出物的去除效果的测定实验由装入的PCB板的数量而决定，分5次，分别测定一面上捕集的程度。
此时，吸入风量设定为与<实施例1>相同条件的3m3/min，并进行了针对流出物的去除效果的性能测试。
【表2】回流中发生的流出物的去除效果的测定实验条件
Figure BDA0002178975370000132
②流出物的去除效果的测定结果
如图7所示，随着涂有焊锡膏的PCB板的装入数量的增加，卷对卷集尘装置的滤波器一面上捕集的流出物也逐渐增加。而且由于基于冷凝器事先将气液状态的流出物冷凝，因此可知，流出物完全地被捕集到滤波器上。
如第5次实验显示，即使焊锡膏的使用量为976gr左右，也不会发生因流出物附着在滤波器上引起的压差，而且空气流动良好。
可知利用卷集尘装置的滤波器一面的焊锡膏的处理量最大可以为1000gr，工业现场中滤波器一面最多可使用24小时。
如上所述，基于卷对卷集尘装置去除流出物，可防止流出物附着在回流炉内的板式加热器上，从而如图8所示可事先防止流出物滴落在PCB板上而发生产品不良现象。
<实施例3>(回流的电量消耗的减少效果)
①通过采用热回收装置的电量消耗的测定方法
如图1的热回收装置的示意图中所示，利用回流炉排出的190℃左右的高温的污染空气将基于空气净化装置进行实时净化的空气通过热交换机升温至110℃左右后，重新投入到回流炉的内部，从而实现减少回流的电量消耗。
此时，吸入风量设置为与在工业现场相同条件的3m3/min，使用积算瓦特计在4小时内比较测定采用热回收装置前后的回流的电量消耗。
②回流的电量消耗的测定结果
参照图9，在采用热回收装置之前，回流的电量消耗为50Kwh左右，但是采用后减少到44.6Kwh左右，在4小时内减少了约5.4Kw的电量，大体上显示出减少约11％左右的电量消耗的效果。
因此，如果将其换算为金额，则仅仅因为采用热回收装置带来的效果便可省约1774000元/年左右的电费。
电量减少量(天)：1.35Kwx24hr＝32.4Kwh
32.4Kwhx150韩元/Kwh＝4860韩元/天
电量减少量(月)：4860韩元/天x30天＝145800韩元/月
年节省的电费：4860韩元/天x365天＝1773900韩元
<实施例4>(基于空气净化装置的挥发性有机化合物的去除效果)
①挥发性有机化合物(VOCs)的去除效果的测定方法
挥发性有机化合物的去除效率的性能测试在首尔大学室内环境分析中心进行。
此时，空气净化装置的低温等离子反应器中施加的电压设为15KV，风量设为3m3/min，而且空间速度设为17000hr-1，并进行了挥发性有机化合物的分解去除的性能测试。
②挥发性有机化合物(VOCs)的去除效果的测定结果
总挥发性有机化合物(Total VOCs)的去除效率如下。即，回流炉排出的污染空气的总挥发性有机化合物浓度为77931.3μg/m3左右，相反地，经过空气净化装置后总挥发性有机化合物浓度为205.6μg/m3左右，减少十分明显，显示出高达99.7％的去除效率。特别地，在空气净化后作为总挥发性有机化合物的浓度的205.6μg/m3在明显低于室内标准(500μg/m3)一半的程度上。
此外，经空气净化装置处理后，代表性的五大挥发性有机化合物中的苯完全没有出现，甲苯显示为减少至18.6μg/m3，乙苯显示为减少至10.7μg/m3以及二甲苯(xylene)显示为减少至13.3μg/m3，苯乙烯(苯乙烯)显示为减少至0.8μg/m3左右，从而可知，代表性的五大挥发性有机化合物(苯、甲苯、乙苯、二甲苯、苯乙烯)同样有效地被去除，显示出明显低于室内标准的数值。
【表3】通过空气净化装置的挥发性有机化合物的去除效果
Figure BDA0002178975370000151
<实施例5>(通过金属氧化物催化剂的臭氧去除效果)
①臭氧去除效果的测定方法
测定空气净化装置的低温等离子反应器中生成的臭氧初期浓度和经过空气净化装置的金属氧化物催化剂后的臭氧(未溶臭氧(Discharged Ozone))浓度。
此时，空气净化装置的低温等离子反应器中施加的电压设为15KV，风量设为3m3/min及空间速度设为17000hr-1，以此来测定臭氧的浓度。
②臭氧去除效果的测定结果
低温等离子反应器中生成的臭氧初期浓度显示约为40ppm左右，相反地，在金属氧化物催化剂中进行反应后对挥发性有机化合物进行分解处理后，最终排出的空气中臭氧浓度显示约为0.015ppm左右，显示出99.96％的臭氧去除效率，这在韩国和美国的臭氧浓度允许值以内。
-韩国臭氧浓度允许值：1小时平均0.1ppm，8小时平均0.06ppm
-美国臭氧浓度允许值：8小时或者每周40小时0.1ppm，15分钟0.3ppm
本发明可应用在各种领域。即，不仅可应用于如焊接工艺的电子及半导体领域，而且预计用于分解、去除染色、印刷、涂料及镀敷工艺等中排出的挥发性有机化合物、污染物质及恶臭的空气净化装置的需求也会急剧增长。
随着生活质量的改善，一般的医院或者疗养设施等地对净化设备的需要也呈现增长趋势且前景令人鼓舞，进一步，利用有毒化学药品的大学及研究所的实验室及工厂的清洗室也可采用。
对于电子元件的制造工序，由于能够解决因涂布油墨产生的气体而引起头痛问题，因此能够提高生产效率。
还可应用于净化猪圈散发的氨气或者沼气等挥发性气体等。
对于隧道等汽车油烟中发生的烟粒或者燃料燃烧时产生的流出物或者有毒气体及挥发性有机化合物的净化处理也十分有效。
随着政府强力的禁烟政策，在禁烟设施日益增加的现阶段，如果将流出物去除技术及空气净化技术应用于吸烟室，则不仅可去除吸烟时产生的烟雾中的气味，而且可有效地处理烟雾中的有害成份。
如上所述，本发明图示了优选实施例并进行了说明，但是不限于所述的实施例，在不超出本发明精神的范围内，本发明所属的技术领域具有通常知识的技术人员可进行各种修改和变更。
【附图标记的说明】
100：热回收部
110：热交换机
120、210：冷凝器
122：散热器(Heat Sink)
124：风扇(Fan)
131、132：第一无纺布过滤器、第二无纺布过滤器
140：卷对卷集尘装置
150、230：低温等离子反应器
160、220：中间过滤器
170、240：金属氧化物催化剂
180、250：吸附过滤器
182、252：高效微粒空气过滤器
190、260：鼓风机(Blower)
200：净化部

Claims (9)

1.一种内置有热回收装置和空气净化装置的一体型回流系统，其特征在于，
所述回流系统由热回收部(100)和净化部(200)构成，
所述热回收部(100)包括从回流炉(10)排出的污染空气中回收高温热量的热回收装置，及将经过所述热回收装置的污染空气实时净化并重新投入到回流炉(10)的内部的第一空气净化装置，
所述净化部(200)包括第二空气净化装置,其实时地净化从回流输送机(20)两侧的入口部(30)和出口部(40)排出的污染空气并向室内(50)排出，
所述热回收部(100)的所述热回收装置包括热交换机(110)和冷凝器(120)，所述热交换机(110)由包括内侧管道及从外侧包住所述内侧管道的外侧管道的双重结构的管道构成，
从所述回流炉(10)流入所述外侧管道并经过所述热交换机(110)冷却的污染的空气经过所述冷凝器(120)进一步被冷却，并对污染的空气中气液状态的流出物进行冷凝后，输送至所述第一空气净化装置，
通过所述第一空气净化装置的低温净化空气流入所述热交换机(110)的所述内侧管道，利用从所述回流炉(10)排出并围绕所述内侧管道的高温污染空气进行升温后，重新投入到所述回流炉(10)的内部。
2.如权利要求1所述的内置有热回收装置和空气净化装置的一体型回流系统，其特征在于，
所述第一空气净化装置在同一第一工具包上依次安装有用于去除经过所述冷凝器(120)被冷凝的流出物的第一无纺布过滤器(131)和卷对卷集尘装置(140)；用于去除经过所述卷对卷集尘装置(140)的集尘滤波器(142)的空气中的恶臭和挥发性有机化合物的低温等离子反应器(150)；以及用于去除在分解经过所述低温等离子反应器(150)的空气中的恶臭或者挥发性有机化合物的过程中生成的微小粉尘的中间过滤器(160)，所述第一工具包的引出或者安装采用滑动方式。
3.如权利要求2所述的内置有热回收装置和空气净化装置的一体型回流系统，其特征在于，
所述第一空气净化装置在同一第二工具包上依次安装有用于去除经过所述第一工具包的空气中包含的残留臭氧的金属氧化物催化剂(170)；用于吸附并去除通过所述金属氧化物催化剂(170)的空气中的未溶臭氧及挥发性有机化合物的分解过程中作为副产物生成的一氧化碳和二氧化碳的吸附过滤器(180)和高效微粒空气过滤器(182)；以及将经过所述吸附过滤器(180)和所述高效微粒空气过滤器(182)的空气输送至回流炉(10)的鼓风机(190)。
4.如权利要求3所述的内置有热回收装置和空气净化装置的一体型回流系统，其特征在于，
在所述第一工具包中更换所述第一无纺布过滤器(131)、所述卷对卷集尘装置(140)的集尘滤波器(142)及所述中间过滤器(160)中任意一个以上时，通过所述冷凝器(120)的污染的空气不经过所述第一工具包而是向另外的第二无纺布过滤器(132)迂回，并去除冷凝的流出物后输送至所述第二工具包。
5.如权利要求1所述的内置有热回收装置和空气净化装置的一体型回流系统，其特征在于，
所述热回收部(100)在作为回流的上端部的阀帽部分上放置有热交换机(110)、冷凝器(120)、金属氧化物催化剂(170)、吸附过滤器(180)、高效微粒空气过滤器(182)及鼓风机(190)，
回流的下端部上放置有第一无纺布过滤器(131)、第二无纺布过滤器(132)、卷对卷集尘装置(140)、低温等离子反应器(150)及中间过滤器(160)。
6.如权利要求1所述的内置有热回收装置和空气净化装置的一体型回流系统，其特征在于，
所述净化部(200)的所述第二空气净化装置分别设置在回流上端的输送机(20)两侧末端的阀帽位置上，且包括冷凝器(210)，且在同一第三工具包上依次安装有中间过滤器(220)、低温等离子反应器(230)或者臭氧发生器、金属氧化物催化剂(240)、吸附过滤器(250)、高效微粒空气过滤器(252)及鼓风机(260)。
7.如权利要求3或者6所述的内置有热回收装置和空气净化装置的一体型回流系统，其特征在于，
所述金属氧化物催化剂使用单一金属氧化物或者金属氧化物的混合物，金属氧化物催化剂的量可在空间速度为10000～20000hr-1范围进行调节，金属氧化物催化剂的形态为蜂窝、小球、波纹形状中任意一种。
8.如权利要求1所述的内置有热回收装置和空气净化装置的一体型回流系统，其特征在于，
所述热回收部(100)中吸入风量在1～4m3/min之间进行调节，所述净化部(200)中吸入风量在1～8m3/min之间进行调节。
9.如权利要求1所述的内置有热回收装置和空气净化装置的一体型回流系统，其特征在于，
所述第一空气净化装置中包括的金属氧化物催化剂(170)与吸附过滤器(180)的体积比为1：2，所述第二空气净化装置中包括的金属氧化物催化剂(240)与吸附过滤器(250)的体积比为2：1。
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