TWI827194B - 利用高週波熱源之廢氣濾淨設備 - Google Patents
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Abstract
一種利用高週波熱源之廢氣濾淨設備，包括：一反應爐，界定一廢氣反應空間；一感應發熱管，設置於該反應爐之該廢氣反應空間；一高週波線圈，設置於該反應爐之該廢氣反應空間，並與該感應發熱管相間隔，且纏繞於該感應發熱管之外圍，並且用於在該感應發熱管產生感應電流而使該感應發熱管發熱，以加熱流經該反應爐之該廢氣反應空間的廢氣；及一線圈保護件，設置於該反應爐之該廢氣反應空間，並包覆該高週波線圈，以隔開該高週波線圈與該感應發熱管，且隔開該高週波線圈與該廢氣，以避免該高週波線圈被該廢氣腐蝕。
Description
本發明是有關於一種廢氣濾淨設備，特別是指一種利用高週波熱源之廢氣濾淨設備。
一氧化二氮(N2O)等氣體廣泛應用於半導體工業製程上，其濃度可高達99.999%。然而，一氧化二氮與二氧化碳(CO2)同樣都是溫室氣體，且一氧化二氮所能造成的溫度效應效果大約是二氧化碳的296倍。因此，基於環境保護及地球永續發展的理念，有必要設法降低工業製造過程中所排放的一氧化二氮等廢氣之濃度。
參閱圖1，例如，中華民國第M621422號新型專利揭示一種可提升濾淨效能的廢氣處理設備，其包括一與前端製造設備(圖未示)連通的入口洗滌單元12、一與該入口洗滌單元12連通的加熱單元13、一與該反應單元13連通的出口洗滌單元14，及一用於盛接洗滌廢水的水槽15。
其中，該加熱單元13具有數支彼此角度相間隔的垂直電
熱棒133。然而，該具有該等電熱棒133的加熱單元13具有以下缺點：(1)該等電熱棒133的熱損耗大；(2)不易做出隔熱效果佳的隔熱層來防止熱量逸散到該加熱單元13之外；(3)該等電熱棒133只要其中一支損壞，會被誤以為是整組電熱棒133都損壞。因此，有必要尋求解決方案。
因此，本發明的目的，即在提供一種利用高週波熱源之廢氣濾淨設備。
於是，本發明利用高週波熱源之廢氣濾淨設備，適用於處理廢氣，且包含一用於加熱該廢氣之加熱部，其中，該加熱部包括：一反應爐，界定一供該廢氣進行反應的廢氣反應空間；一感應發熱管，設置於該反應爐之該廢氣反應空間；一高週波線圈，設置於該反應爐之該廢氣反應空間，並與該感應發熱管相間隔，且纏繞於該感應發熱管之外圍，並且用於在該感應發熱管產生感應電流而使該感應發熱管發熱，以加熱流經該反應爐之該廢氣反應空間的該廢氣；及一線圈保護件，設置於該反應爐之該廢氣反應空間，並包覆該高週波線圈，以隔開該高週波線圈與該感應發熱管，並且隔開該高週波線圈與該廢氣，以避免該高週波線圈被該廢氣腐蝕。
本發明的功效在於：(a)該高週波線圈是利用高頻率之交
流電使該感應發熱管產生感應電流而讓該感應發熱管發熱，熱損耗較小；(b)該高週波線圈是單一條感應線圈，若有無法加熱情況，必定是線圈有所損壞，而不會有習知數支電熱棒若其中一支損壞，會被誤以為是整組電熱棒都損壞之誤解情況；(c)該線圈保護件能夠氣密地包覆該高週波線圈，以將該高週波線圈與該廢氣隔絕，可保護該高週波線圈免於被該廢氣腐蝕，故可延長該高週波線圈之使用壽命。
2:入口部
3:前段水洗部
4:廢氣輸氣管
5:加熱部
51:反應爐
510:廢氣反應空間
511:底壁
512:圍繞壁
513:頂壁
52:感應發熱管
53:高週波線圈
54:隔熱單元
541:空氣層
542:陶瓷棉層
543:奈米纖維毯層或水液層
57:線圈保護件
571:下環板
572:內管
573:外管
574:上環板
579:線圈容置空間
58:導引管
6:後段水洗部
7:水槽
8:排氣部
9:廢氣
本發明的其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中：圖1是一設備配置圖，說明中華民國第M621422號新型專利揭示的習知可提升濾淨效能的廢氣處理設備；圖2是一設備配置圖，說明本發明利用高週波熱源之廢氣濾淨設備之一第一實施例，包含一用於加熱該廢氣之加熱部；圖3是一局部放大剖視圖，說明該第一實施例中的該加熱部；及圖4是一局部放大剖視圖，說明本發明利用高週波熱源之廢氣濾淨設備之一第二實施例中的加熱部。
參閱圖2、3，本發明利用高週波熱源之廢氣濾淨設備之一第一實施例，適用於處理廢氣9(例如一氧化二氮等)。在本第一實施例中，該利用高週波熱源之廢氣濾淨設備包含一入口部2、一前段水洗部3、一廢氣輸氣管4、一加熱部5、一後段水洗部6、一排氣部8，及一水槽7。
在本第一實施例中，該入口部2的進氣口連通至一前端製造設備(圖未示)，且用於使來自該前端製造設備的廢氣9進入本發明利用高週波熱源之廢氣濾淨設備。
在本第一實施例中，該前段水洗部3的進氣口與該入口部2的出氣口相連通，且是利用濕式洗滌的方式，以清水沖洗去除該廢氣9中的粉塵、水溶性氣體等成分。
接著，經過初步洗滌後的廢氣9離開該前段水洗部3並進入該廢氣輸氣管4，繼而流入該加熱部5。
在本第一實施例中，該加熱部5包括一反應爐51、一感應發熱管52、一高週波線圈53、一線圈保護件57，及一隔熱單元54。
在本第一實施例中，該反應爐51具有一底壁511、一自該底壁511向上延伸的圍繞壁512，及一蓋設於該圍繞壁512頂端且與該底壁511及該圍繞壁512界定一廢氣反應空間510的頂壁513。
該感應發熱管52設置於該反應爐51之該廢氣反應空間
510，且材質可以是石墨，或導電金屬等可導電材料。此外，在本第一實施例中，該感應發熱管52還向下貫穿該反應爐51之該底壁511而延伸至該廢氣反應空間510之外，其中，來自上游之該廢氣9被該感應發熱管52導引至該廢氣反應空間510，亦即，該感應發熱管52還兼具導引管之功能。
在本第一實施例中，該高週波線圈53設置於該廢氣反應空間510，並與該感應發熱管52相間隔，且纏繞於該感應發熱管52之外圍，並且用於在該感應發熱管52產生感應電流而使該感應發熱管52發熱，以加熱流經該廢氣反應空間510的該廢氣9。因此，由於該高週波線圈53對於該感應發熱管52產生感應電流而使該感應發熱管52發熱，故進入該反應爐51中的該廢氣9可進行加熱分解反應而降低濃度。
該線圈保護件57設置於該廢氣反應空間510，並包覆該高週波線圈53，以隔開該高週波線圈53與該感應發熱管52，並且隔開該高週波線圈53與該廢氣9，以避免該高週波線圈53被該廢氣9腐蝕。在本第一實施例中，該線圈保護件57之材質可以是例如為哈氏合金，或陶瓷等材料。
在本第一實施例中，該線圈保護件57具有一下環板571、一內管572、一外管573，及一上環板574。該下環板571設置於該反應爐51之該底壁511上。該內管572自該下環板571內緣
向上延伸，且阻隔於該高週波線圈53與該感應發熱管52之間。該外管573自該下環板571外緣向上延伸。該上環板574氣密地連接於該外管573及該內管572頂端，而與該下環板571、該內管572及該外管573共同氣密地包覆該高週波線圈53，以將該高週波線圈53與該廢氣9隔絕，以保護該高週波線圈53免於被該廢氣9腐蝕，故可延長該高週波線圈53之使用壽命。
該隔熱單元54包覆於該反應爐51的圍繞壁512外表面，且是以隔熱套(Insulation Jacket)形式提供隔熱保溫效果，可阻隔熱量經由該圍繞壁512逸散到該反應爐51外部。在本第一實施例中，該隔熱單元54具有由內向外排列的一空氣層541、一陶瓷棉(Ceramic Wool)層542，及一奈米纖維毯層543。不過，在本第一實施例之一變化例中，該奈米纖維毯層543也可以一水液層543來替代。
如圖2所示，在本第一實施例中，該後段水洗部6設置於該加熱部5之下游處，並用於對加熱分解反應後的產物進行再一次水洗並使其降低溫度。
在本第一實施例中，該排氣部8設置於該後段水洗部6下游處，並用於使經該後段水洗部6水洗過後的氣體降低當中各種成分的濃度。
在本第一實施例中，該水槽7設置於該加熱部5、該前段
水洗部3以及該後段水洗部6下方，並用於盛接該前段水洗部3及該後段水洗部6進行濕式洗滌後所產生的廢液。
參閱圖4，本發明利用高週波熱源之廢氣濾淨設備之一第二實施例，與前述圖3第一實施例之間的主要不同點是在於，在本第二實施例中，該加熱部5還包括一獨立的導引管58。
在本第二實施例中，該導引管58貫穿該反應爐51之該底壁511，且延伸至該反應爐51之該廢氣反應空間510內，並與該反應爐51之該頂壁513相間隔，其中，來自上游之該廢氣9可被該導引管58導引至該廢氣反應空間510。
該感應發熱管52同心地設置於該導引管58與該線圈保護件57之間。在本第二實施例中，該感應發熱管52是與該導引管58相間隔一段距離，以在該感應發熱管52與該導引管58之間界定出該廢氣反應空間510。至於該線圈保護件57，則是該內管572同心地貼設於該感應發熱管52外表面上，且該外管573緊鄰該反應爐51之該圍繞壁512，然後再將該高週波線圈53設置於該線圈容置空間579中。
綜上所述，本發明至少具有以下優點及功效：(a)該高週波線圈53是利用高頻率之交流電使該感應發熱管52產生感應電流而讓該感應發熱管52發熱，熱損耗較小；(b)該高週波線圈53是單一條感應線圈，若有無法加熱情況，必定是線圈有所損壞，而不會
有習知數支電熱棒若其中一支損壞，會被誤以為是整組電熱棒都損壞之誤解情況；(c)該線圈保護件57能夠氣密地包覆該高週波線圈53，以將該高週波線圈53與該廢氣9隔絕，可保護該高週波線圈53免於被該廢氣9腐蝕，故可延長該高週波線圈53之使用壽命；(d)該隔熱單元54利用由內向外排列的該空氣層541、該陶瓷棉層542，及該奈米纖維毯層543(或該水液層543)包覆於該反應爐51的該圍繞壁512外表面，且為隔熱套形式，可提供極佳的隔熱保溫效果，以阻隔熱量經由該圍繞壁512逸散到該反應爐51外部；故確實能達成本發明的目的。
惟以上所述者，僅為本發明的第一實施例而已，當不能以此限定本發明實施的範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作的簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋的範圍內。
2:入口部
3:前段水洗部
4:廢氣輸氣管
5:加熱部
51:反應爐
52:感應發熱管
53:高週波線圈
57:線圈保護件
6:後段水洗部
7:水槽
8:排氣部
Claims (8)
- 一種利用高週波熱源之廢氣濾淨設備，適用於處理廢氣，且包含一用於加熱該廢氣之加熱部，其中，該加熱部包括：一反應爐，界定一供該廢氣進行反應的廢氣反應空間，且具有一底壁、一自該底壁向上延伸的圍繞壁，及一蓋設於該圍繞壁頂端且與該底壁及該圍繞壁界定該廢氣反應空間的頂壁；一感應發熱管，設置於該反應爐之該廢氣反應空間；一高週波線圈，設置於該反應爐之該廢氣反應空間，並與該感應發熱管相間隔，且纏繞於該感應發熱管之外圍，並且用於在該感應發熱管產生感應電流而使該感應發熱管發熱，以加熱流經該反應爐之該廢氣反應空間的該廢氣；及一線圈保護件，設置於該反應爐之該廢氣反應空間，並包覆該高週波線圈，以隔開該高週波線圈與該感應發熱管，並且隔開該高週波線圈與該廢氣，以避免該高週波線圈被該廢氣腐蝕，其中，該線圈保護件具有：一下環板，設置於該反應爐之該底壁上；一內管，自該下環板內緣向上延伸，且阻隔於該高週波線圈與該感應發熱管之間；一外管，自該下環板外緣向上延伸；及一上環板，連接於該外管及該內管頂端，而與該下環板、該內管及該外管共同包覆該高週波線圈，以將該高週波線圈與該廢氣隔絕。
- 如請求項1所述的利用高週波熱源之廢氣濾淨設備，其中，該感應發熱管向下貫穿該反應爐之該底壁而延伸至該廢氣反應空間之外，其中，來自上游之該廢氣被該感應發熱管導引至該反應爐之該廢氣反應空間。
- 如請求項1所述的利用高週波熱源之廢氣濾淨設備，其中，該加熱部還包括一導引管，該導引管貫穿該反應爐之該底壁，且延伸至該反應爐之該廢氣反應空間內，並與該反應爐之該頂壁相間隔，其中，來自上游之該廢氣被該導引管導引至該反應爐之該廢氣反應空間，該感應發熱管同心地設置於該導引管與該線圈保護件之間。
- 如請求項1所述的利用高週波熱源之廢氣濾淨設備，其中，該加熱部還包括一隔熱單元，該隔熱單元包覆於該反應爐的該圍繞壁之外表面上，且阻隔熱量經由該圍繞壁逸散到該反應爐外部。
- 如請求項4所述的利用高週波熱源之廢氣濾淨設備，其中，該隔熱單元具有由內向外排列的一空氣層、一陶瓷棉層，及一水液層。
- 如請求項4所述的利用高週波熱源之廢氣濾淨設備，其中，該隔熱單元具有由內向外排列的一空氣層、一陶瓷棉層，及一奈米纖維毯層。
- 如請求項1所述的利用高週波熱源之廢氣濾淨設備，其中，該線圈保護件之材質為哈氏合金，或陶瓷。
- 如請求項1所述的利用高週波熱源之廢氣濾淨設備，其中，該感應發熱管之材質為石墨，或導電金屬。
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