TWI412397B - 熱回收裝置 - Google Patents

Description

熱回收裝置

本發明係關於一種回收高溫氣體之熱而加熱低溫氣體的熱回收裝置。

於液晶顯示面板之製造步驟等中使用有燒成爐。燒成爐中，自工件蒸散之氣體中含有有機物之蒸散氣體。蒸散氣體可能會對工件產生不良影響。因此，於燒成爐中須對爐內換氣。藉由換氣而使燒成爐之內部溫度降低。因此，於自爐內排氣與向爐內吸氣之間，進行熱交換。

習知有回收此種高溫氣體之熱並加熱低溫氣體的裝置(例如，參照專利文獻1~3)。

(專利文獻1)日本專利特開2002－191920號公報(專利文獻2)日本專利特開2001－154739號公報(專利文獻3)日本專利特開2002－200473號公報

業者期望提高回收高溫氣體之熱而加熱低溫氣體之熱回收裝置的熱回收效率。又，亦期望抑制該熱回收裝置之製造成本。

本發明之目的在於提供一種熱回收裝置，該熱回收裝置較習知之熱回收裝置，可提高熱回收效率，並可抑制製造成本。

本發明之熱回收裝置具有熱交換器與預熱室。熱交換器具有吸熱區域與散熱區域。吸熱區域設置於高溫氣體之通氣路徑上，並自高溫氣體吸收熱。散熱區域設置於低溫氣體之通氣路徑上，並將熱散至低溫氣體中。預熱室設置於低溫氣體之通氣路徑中的散熱區域之前段，並使低溫氣體吸收所漏出之熱。所漏出之熱係自高溫氣體之通氣路徑中及吸熱區域中至少一方所漏出之熱。

因此，熱交換器將熱自高溫氣體回收至低溫氣體。進而，預熱室將高溫氣體所漏出之熱回收至低溫氣體。藉此，可提高熱回收裝置的熱回收效率。又，無須對高溫氣體之通氣路徑作隔熱處理。因此，可抑制設置於熱回收裝置之隔熱材料，從而抑制製造成本。

藉由熱回收裝置對因有機物之蒸散氣體而受到污染的高溫氣體進行換氣時，最好熱回收裝置具備淨化部。淨化部設置於高溫氣體之通氣路徑中的吸熱區域之前段，使高溫氣體中所含有之有機物成分分解。於預熱室，使低溫氣體吸收自淨化部之外壁所漏出的熱。

預熱室亦可具備主預熱室與副預熱室。主預熱室內裝有吸熱區域及淨化部。副預熱室設置於低溫氣體之通氣路徑中的主預熱室之後段且散熱區域之前段。

亦可於副預熱室內裝有散熱區域。此時，最好高溫氣體之通氣路徑的吸氣口與低溫氣體之通氣路徑的排氣口，朝向相同的方向。

熱回收裝置亦可包括鼓風機部。鼓風機部設置於高溫氣體之通氣路徑中的吸熱區域之後段且高溫氣體之通氣路徑中的排氣口之前段，以調整高溫氣體之流體壓力。

根據本發明，熱回收裝置可回收自高溫氣體之通氣路徑所漏出的熱，較習知之熱回收裝置，可提高熱回收效率。因此，可抑制隔熱材料等，從而可降低製造成本。

以下，參照圖式說明熱回收裝置之構成例。此處之熱回收裝置，係用於液晶顯示面板之製造步驟中所使用的多段燒成爐之換氣中。於來自多段燒成爐之廢氣中，含有因黏合劑等之蒸散而產生的有機物成分。熱回收裝置將該廢氣排出至爐外，並將外氣吸入燒成爐中。

圖1係熱回收裝置之側視剖面圖。此處，表示固定配置式之熱回收裝置100。再者，於熱回收裝置100之底面設置有移動輥等，熱回收裝置100亦可為可動式。

熱回收裝置100具有外殼體1。外殼體1內部劃分為控制室11、主預熱室12、及副預熱室13。控制室11內裝有控制部6。主預熱室12內裝有高溫室2與驅氣鼓風機5。副預熱室13內裝有低溫室3。於構成主預熱室12之外殼體1的壁面，設置有高溫氣體吸氣口16、高溫氣體排氣口17及低溫氣體吸氣口18。於構成副預熱室13之外殼體1的壁面，設置有低溫氣體排氣口19。於主預熱室12與副預熱室13之間設置有障壁14。於障壁14上設置有用以在主預熱室12與副預熱室13間通氣之通氣口15。

控制室11與主預熱室12及副預熱室13相分離。再者，控制室11由未圖示之隔熱材料包圍。因此，抑制自主預熱室12及副預熱室13向控制室11之熱傳導。控制部6控制驅氣鼓風機5，以維持熱回收裝置100之換氣能力。又，控制部6以警告音或警告顯示之形式，向管理者告知熱回收裝置100之換氣能力下降的情況。

低溫室3係在流路方向之截面為矩形狀的筒狀構件。低溫室3之兩端開口。又，兩端附近之截面積小於中央部分之截面積。低溫室3之一端自低溫氣體排氣口19退至外殼體1之外。該一端將外氣排入至未圖示之燒成爐內。低溫室3之另一端配置於副預熱室13之內部。於低溫室3之內部設置有散熱區域31。

散熱區域31將熱散至自副預熱室13所吸入之外氣中。因此，於散熱區域31之內部配設有熱交換單元4之一部分。熱交換單元4之構成詳如後述。

高溫室2係在流路方向之截面呈矩形狀的筒形構件。高溫室2之兩端開口。又，兩端附近之截面積小於中央部分之截面積。高溫室2之一端自高溫氣體吸氣口16退至外殼體1外。該一端自未圖示之燒成爐吸出廢氣。高溫室2之另一端配置於主預熱室12之內部。於高溫室2之內部設置有過濾室21、淨化部22及吸熱區域23。

過濾室21自燒成爐之廢氣中去除灰塵及油霧。因此，於過濾室21堆積有多個過濾粒。藉由使用過濾粒，即便熱回收裝置100處於運轉中，亦可進行過濾粒之交換，從而可維持過濾室21內較高的清潔度。因此，不會於後段之淨化部22附著灰塵及油霧。由此，可防止因附著有灰塵及油霧而導致淨化部22中觸媒分解有機物之能力下降，從而可減少對淨化部22之維護次數。

再者，雖未圖示，但於過濾室21之正前方及正後方設置有壓力檢測部。該等壓力檢測部所檢測出的廢氣之流體壓力資料輸出至控制部6。控制部6根據該壓力變化，檢測過濾室21之堵塞情況。繼而，當產生堵塞時，輸出告知該情況之警告音或警告顯示。又，調整驅氣鼓風機5之驅氣能力，以補正壓力變化而使其穩定化。

淨化部22分解通過過濾室21之廢氣中的有機物成分。因此，於淨化部22內部設置有觸媒(此處，為附有加熱器之鉑觸媒)。藉由該觸媒使有機物成分產生氧化反應，從而將廢氣中之有機物成分分解為二氧化碳等。因此，有機物成分不會流入後段之吸熱區域23中。因此，可防止因有機物成分而導致吸熱區域23之熱交換率降低，從而可減少對吸熱區域23之維護次數。又，流入淨化部22之廢氣藉由觸媒而被加熱。具體而言，藉由加熱器之加熱、及有機物之分解反應所產生的熱，使廢氣之溫度上升約10℃~100℃。因此，於後段之吸熱區域23可進行更多的熱交換。

再者，雖未圖示，但於淨化部22正前方及正後方設置有溫度檢測部。該等溫度檢測部所檢測出之廢氣的溫度資料輸出至控制部6。控制部6根據該溫度變化，檢測觸媒之有機物分解能力。繼而，當有機物分解能力下降至既定值以下時，輸出告知該情況之警告音或警告顯示。

吸熱區域23自通過淨化部22之廢氣回收熱。因此，於吸熱區域23之內部配設有熱交換單元4之一部分。該熱交換單元4之其他部分亦配設置於低溫室3之散熱區域31中。

此處，根據圖2說明熱交換單元4之構成例。

圖2係表示熱交換單元4之一部分的立體圖。熱交換單元4具有2維狀排列之多個導管41。各導管41之內部為空腔，於該空腔中密封有作動流體。各導管41貫通設置於上述主預熱室12與副預熱室13之間的障壁14、高溫室2之頂板、低溫室3之底板的孔而配置。因此，各導管41之一端側配置於高溫室2內部之吸熱區域23。各導管41之另一端側配置於低溫室3內部之散熱區域31。再者，雖未圖示，但於各導管41中形成有與各軸方向垂直之散熱片。又，於各導管41與障壁14之間，設置有保持高溫室2內部與低溫室3內部之氣密性的氣密構件。

導管41內部之作動流體，於高溫室2內的吸熱區域23吸收廢氣之熱而蒸發。繼而，該作動流體於低溫室3內之散熱區域31冷凝而液化，使熱散至外氣中。藉此，高溫室2內之高溫氣體被冷卻，而低溫室3內之低溫氣體被加熱。對於該熱交換單元4而言，即便存在較小之溫度差，亦可高效地交換熱能。

驅氣鼓風機5與高溫室2之上述另一端相連接。驅氣鼓風機5藉由調整旋轉的內部散熱片之旋轉速度，而對高溫室2內施加負壓，從而吸引廢氣。驅氣鼓風機5所吸引之廢氣，自高溫氣體排氣口17排出至熱回收裝置100外部。驅氣鼓風機5將廢氣排出至熱回收裝置100外部，並對高溫室2內施加負壓。高溫室2經由高溫氣體吸氣口16而對未圖示之燒成爐施加負壓。該燒成爐經由低溫氣體排氣口19而對低溫室3內施加負壓。低溫室3對副預熱室13內施加負壓。副預熱室13經由通氣口15而對主預熱室12內施加負壓。主預熱室12經由低溫氣體吸氣口18而自熱回收裝置100外部吸入外氣。

自低溫氣體吸氣口18所吸入之外氣，沿著驅氣鼓風機5及高溫室2之外壁面而流動。於此期間，外氣吸收驅氣鼓風機5及高溫室2所漏出之熱。其後，外氣經由通氣口15而自主預熱室12被吸入至副預熱室13內部。此後，於副預熱室13內部，外氣沿著低溫室3之外壁面而流動。於此期間，外氣吸收低溫室3所漏出之熱。其後，外氣被吸入至低溫室3內部。於此期間，外氣於低溫室3內部之散熱區域31吸收熱。此後，外氣自低溫氣體排氣口19而排出至燒成爐。

因此，熱回收裝置100可藉由熱交換單元4將熱量自燒成爐之高溫廢氣回收至低溫外氣，並且可回收自高溫室2之外壁面所漏出的漏出熱。因此，熱回收裝置100之熱回收效率極高。由此，無須於高溫室2及低溫室3之外表面設置隔熱材料，因此可降低製造成本。

又，於淨化部22去除廢氣中之有機物成分，故可消除有機物成分污染外氣之情況。此時，因分解有機物成分而產生之熱能，亦成為回收之熱的一部分。又，於過濾室21中去除廢氣中之灰塵及油霧，但使用於運轉中可補充及取出之過濾粒，藉此可提高維護性，從而提高熱回收裝置100之運轉時間及壽命。

此處，使設置於主預熱室12與副預熱室13之間的障壁14上之通氣口15遠離低溫氣體吸氣口18而接近高溫氣體吸氣口16與低溫氣體排氣口19。藉此，確保主預熱室12中低溫氣體之通氣路徑較長，從而可使作為低溫氣體之外氣充分地吸收漏出熱。又，將高溫氣體吸氣口16與外殼體1之低溫氣體排氣口19設置於同一側面。藉此，高溫氣體之通氣路徑的吸氣口與低溫氣體之通氣路徑的排氣口朝向相同方向。因此，藉由使該外殼體1之側面朝向燒成爐方向，可易於將配管連接至燒成爐。再者，高溫氣體吸氣口16與低溫氣體排氣口19並非必須設置於外殼體1之同一側面。

應考慮到上述實施形態之說明於所有方面均為例示，而並非加以限制者。本發明之範圍係藉由申請專利範圍而非上述實施形態以載明。進而，可理解為，於本發明之範圍內，包括與申請專利範圍具有均等涵義及範圍內之所有變更者。

1．．．外殼體

2．．．高溫室

3．．．低溫室

4．．．熱交換單元

5．．．驅氣鼓風機

6．．．控制部

11．．．控制室

12．．．主預熱室

13．．．副預熱室

14．．．障壁

15．．．通氣口

16．．．高溫氣體吸氣口

17．．．高溫氣體排氣口

18．．．低溫氣體吸氣口

19．．．低溫氣體排氣口

21．．．過濾室

22．．．淨化部

23．．．吸熱區域

31．．．散熱區域

41．．．導管

100．．．熱回收裝置

圖1係表示熱回收裝置之一例的側視剖面圖。

圖2係表示該熱回收裝置之熱交換單元一例的立體圖。

1．．．外殼體

2．．．高溫室

3．．．低溫室

5．．．驅氣鼓風機

6．．．控制部

11．．．控制室

12．．．主預熱室

13．．．副預熱室

14．．．障壁

15．．．通氣口

16．．．高溫氣體吸氣口

17．．．高溫氣體排氣口

18．．．低溫氣體吸氣口

19．．．低溫氣體排氣口

21．．．過濾室

22．．．淨化部

23．．．吸熱區域

31．．．散熱區域

100．．．熱回收裝置

Claims (5)

1. 一種熱回收裝置，其具備有：熱交換單元，其於高溫氣體通氣路徑中的吸熱區域吸收熱，並於低溫氣體通氣路徑中的散熱區域釋放熱；及主預熱室及副預熱室，其設置於上述低溫氣體之通氣路徑中的上述散熱區域之前段；上述主預熱室係使上述高溫氣體通氣路徑的一部分通過內部，使上述低溫氣體吸收自上述高溫氣體通氣路徑所漏出之熱；上述副預熱室係使上述低溫氣體通氣路徑中上述散熱區域的部分通過內部，使上述低溫氣體吸收自上述散熱區域所漏出之熱。
2. 如申請專利範圍第1項之熱回收裝置，其中，具備有淨化部，其設置於因有機物之蒸散氣體而受到污染的高溫氣體之通氣路徑中上述吸熱區域之前段，且分解上述高溫氣體所含有之有機物成分；上述主預熱室係使上述高溫氣體通氣路徑中上述淨化部的部分通過內部，使上述低溫氣體吸收自上述淨化部所漏出之熱。
3. 如申請專利範圍第2項之熱回收裝置，其中，上述副預熱室設置於上述主預熱室之後段。
4. 如申請專利範圍第3項之熱回收裝置，其中，上述高溫氣體之通氣路徑的吸氣口與上述低溫氣體之通氣路徑的排氣口，朝向相同方向。
5. 如申請專利範圍第1至4項中任一項之熱回收裝置，其中，具備有：鼓風機部，其設置於上述高溫氣體之通氣路徑中的上述吸熱區域之後段且上述高溫氣體之通氣路徑的排氣口之前段，並調整上述高溫氣體之流體壓力。