本發(fā)明主要涉及適合于排氣的熱分解處理過程的熱交換器以及采用該熱交換器的排氣處理裝置。

背景技術(shù)：

熱交換器具有被傳熱板相互分割開的至少兩個流路，通過使低溫的受熱流體(氣體或者液體，下同)在一個流路中流動，并且，使高溫的散熱流體在另一個流路中流動，在散熱流體和受熱流體之間進(jìn)行熱的交換(傳熱)。

這種熱交換器，在利用熱的各種生產(chǎn)過程中被使用，例如，在專利文獻(xiàn)1中公開了一種技術(shù)：在排氣除害裝置中設(shè)置熱交換器，在通過該排氣除害裝置的除害處理部中的燃燒或者加熱分解而產(chǎn)生的高溫的氣體與導(dǎo)入通向上述除害處理部的配管的惰性氣體之間進(jìn)行熱交換。

根據(jù)這種技術(shù)，可以使從除害處理部排出的氣體的溫度降低，可以減輕排氣的冷卻負(fù)擔(dān)。另外，由于可以使導(dǎo)入到通向除害處理部的配管的惰性氣體的溫度上升，因此，可以抑制該配管內(nèi)的排氣的溫度降低引起的固態(tài)物的生成及附著。因此，可以不需要對該配管設(shè)置加熱器，以謀求降低成本。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特開2006－275421號公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明所要解決的課題

但是，在上述現(xiàn)有技術(shù)的熱交換器及采用該熱交換器的排氣處理裝置中，存在著如下的問題。

即，過去這種裝置中使用的熱交換器，一般地，為了確保散熱流體與受熱流體的接觸面積(換句話說，“傳熱面積”)，散熱流體的流路和受熱流體的流路中的一個流路以波紋狀構(gòu)成，并且，另一個流路以向并列的多個細(xì)管分配的方式構(gòu)成。因此，在這種流路中流動的散熱流體及受熱流體例如像半導(dǎo)體排氣那樣含有某種粉塵的情況下，在上述流路中以波紋狀構(gòu)成那個流路的拐角部分，在流體的流動方向反轉(zhuǎn)時，離心力等作用于該流體，粉塵等從該流體中分離出來而堆積于流路的拐角部分。另外，在以向上述流路中并列的多個細(xì)管分配的方式構(gòu)成的另一個流路中，由于被向多個細(xì)管分配時流速下降，所以，在這種情況下，與上面所述的情況一樣，粉塵等也會堆積。其結(jié)果是，傳熱效率顯著降低，并且，流體在上述流路流通時的壓力損失變大，流量減少或者閉塞，會產(chǎn)生真空泵(或者鼓風(fēng)機(jī))的負(fù)擔(dān)變大的問題。

在產(chǎn)生這種問題的情況下，要停止熱交換器(乃至采用熱交換器的裝置)的運(yùn)轉(zhuǎn)以清掃內(nèi)部，但是，清掃滯留在波紋狀的流路的拐角部分或細(xì)管內(nèi)的粉塵是極其困難的，是花費(fèi)時間和勞力的作業(yè)。

另外，當(dāng)如上所述為了增加散熱流體·受熱流體之間的傳熱面積，而大幅地使這些流體的流路形成波紋狀，或分配成細(xì)管時，熱交換器必然地變大。這樣，當(dāng)熱交換器變大時，還存在有露出到表面上的散熱面積變大，熱交換效率實(shí)質(zhì)上會降低的問題。

因此，本發(fā)明的主要課題為提供一種高效率的熱交換器，所述熱交換器盡管緊湊但能夠確保充分的傳熱面積，并且，可以容易地進(jìn)行內(nèi)部的清掃及維修。另外，本發(fā)明的進(jìn)一步的課題是提供一種排氣處理裝置，所述排氣處理裝置能夠利用這樣的熱交換器進(jìn)行大容量排氣的高效率的熱分解(除害)處理。

解決課題的手段

為了達(dá)到上述目的，例如，如圖1至圖3所示，本發(fā)明以如下方式構(gòu)成熱交換器10。

即，所述熱交換器由以下部分構(gòu)成：

雙重管結(jié)構(gòu)的本體外殼16，所述本體外殼16包括外管12及內(nèi)管14，所述外管12和內(nèi)管14的軸朝向上下方向地豎立設(shè)置；以及傳熱板22，所述傳熱板22將形成在上述外管12與上述內(nèi)管14之間的內(nèi)部空間劃分成受熱流體流動通路18及散熱流體流動通路20，所述受熱流體流動通路18及所述散熱流體流動通路20在上述本體外殼16的整個軸向方向上形成為螺旋狀，并且，在上述本體外殼16的軸向方向上相互鄰接。在上述本體外殼16的下端部，開設(shè)與上述受熱流體流動通路18相連的受熱流體入口18a和與上述散熱流體流動通路20相連的散熱流體出口20b，并且，在上述本體外殼16的上端部，開設(shè)與上述受熱流體流動通路18相連的受熱流體出口18b和與上述散熱流體流動通路20相連的散熱流體入口20a。

本發(fā)明例如起到下面所述的作用。

由于受熱流體流動通路18和散熱流體流動通路20在本體外殼16的軸向方向上鄰接，并且，在本體外殼16的整個軸向方向上形成螺旋狀，因此，可以使經(jīng)由傳熱板22接觸的低溫側(cè)的受熱流體和高溫側(cè)的散熱流體的接觸面積極、即傳熱面積極大化。

另外，由于受熱流體流動通路18和散熱流體流動通路20不是波紋狀的(即，不具有像流路反轉(zhuǎn)那樣的急劇的拐角部分)，而是使內(nèi)管14的外周回旋成螺旋狀的形狀，并且，由于受熱流體和散熱流體總是以快的速度在沒有分支的大致相同形狀的流路內(nèi)流動，所以，所述粉塵等難以在流路內(nèi)滯留，另外，即使假定在粉塵等滯留的情況下，也可以只通過使清洗水或清洗空氣等內(nèi)部清洗流體流過，就能夠比較簡單地進(jìn)行沖洗。

進(jìn)而，由于經(jīng)由傳熱板22接觸的散熱流體和受熱流體成為對向流，所以，可以進(jìn)一步提高熱交換效率，可以使裝置緊湊化。另外，只通過分別向設(shè)置在本體外殼16的上端部的受熱流體出口18b及散熱流體入口20a供應(yīng)上述內(nèi)部清洗流體，然后內(nèi)部清洗流體遵從重力等而向下流動，就可以簡單地清掃熱交換器10的內(nèi)部。

例如，如圖1及圖2所示，在本發(fā)明中，優(yōu)選地，還具有下面所述的結(jié)構(gòu)。

即，優(yōu)選地，在上述本體外殼16的上部安裝壓頭箱(headbox)24，所述壓頭箱(headbox)24劃分出將上述受熱流體出口18b和上述散熱流體入口20a連通的空間，并且，在上述本體外殼16的上端面安裝導(dǎo)向構(gòu)件26，所述導(dǎo)向構(gòu)件26利用頂部26a共同的傾斜面26b、26c將上述受熱流體出口18b和上述散熱流體入口20a連接起來，將被給予上述頂部26a的流體向上述受熱流體出口18b及上述散熱流體入口20a導(dǎo)向。

在這種情況下，只通過向?qū)驑?gòu)件26的頂部26a噴射·供應(yīng)清洗水等熱交換器內(nèi)部清洗用的流體，就可以自動地分別對受熱流體流動通路18和散熱流體流動通路20供應(yīng)內(nèi)部清洗用的流體。

另外，優(yōu)選地，在本發(fā)明中，除了上述各結(jié)構(gòu)之外，例如，如圖4所示，還在上述受熱流體流動通路18及所述散熱流體流動通路20中的至少上述散熱流體流動通路20內(nèi)設(shè)置朝著其內(nèi)部空間的下方噴射清洗氣體的清洗供應(yīng)機(jī)構(gòu)50。

這里，所謂清洗氣體是將堆積在散熱流體流動通路20(及受熱流體流動通路18)內(nèi)的粉塵等的顆粒向散熱流體出口20b(及受熱流體入口18a)噴吹清洗(噴射)用的氣體。作為清洗氣體，使用氮?dú)獾榷栊詺怏w是特別適合的。

另外，根據(jù)第二個發(fā)明的氣體處理裝置是采用上述熱交換器10的裝置，例如，如圖1所示，以下述方式構(gòu)成排氣處理裝置。

即，配備有：反應(yīng)塔32，所述反應(yīng)塔具備所述熱交換器10和對在該熱交換器10的受熱流體流動通路18中流動的作為處理對象的排氣E進(jìn)行加熱的加熱機(jī)構(gòu)30；以及，對導(dǎo)入反應(yīng)塔32的作為處理對象的排氣E進(jìn)行液體清洗的濕式入口洗滌器34和對由所述反應(yīng)塔32熱分解的處理后的排氣E進(jìn)行液體清洗的濕式出口洗滌器36中的至少一個。

另外，根據(jù)第三個發(fā)明的排氣處理裝置是采用上述熱交換器10的裝置，例如，如圖3所示，以下述方式構(gòu)成排氣處理裝置。

即，具備反應(yīng)塔32，所述反應(yīng)塔由所述熱交換器10和對在該熱交換器10的受熱流體流動通路18中流動的作為處理對象的排氣進(jìn)行加熱的加熱機(jī)構(gòu)30構(gòu)成。在上述熱交換器10的受熱流體入口18a附近的受熱流體流動通路18和散熱流體出口20b附近的散熱流體流動通路20中的至少一個通路內(nèi)，設(shè)置對排氣E進(jìn)行液體清洗的一個或者多個噴嘴40。

發(fā)明的效果

根據(jù)本發(fā)明，可以提供一種盡管緊湊仍能夠確保充分的傳熱面積，并且，能夠容易地進(jìn)行內(nèi)部清掃及維修的高效率的熱交換器，以及采用這樣的熱交換器且能夠進(jìn)行大容量的排氣的有效的熱分解(除害)處理的排氣處理裝置。

附圖說明

圖1是表示本發(fā)明中的一個實(shí)施例的排氣處理裝置的概略的說明圖。

圖2是將圖1的主要部分放大的圖，是表示本發(fā)明的熱交換器的一個例子的圖。

圖3是表示本發(fā)明中的另外的實(shí)施例的排氣處理裝置的概略的說明圖。

圖4是表示本發(fā)明中的另外的實(shí)施例的熱交換器的概略的說明圖。

具體實(shí)施方式

下面，利用圖1及圖2說明本發(fā)明的一種實(shí)施方式(第一種實(shí)施方式)。

圖1是表示搭載了本發(fā)明的熱交換器10的排氣處理裝置11A的概略的圖。該排氣處理裝置11A是對從圖中未示出的半導(dǎo)體制造裝置中排出的含有硅烷(SiH₄)、氯系氣體、PFCs(全氟化合物)等的排氣E進(jìn)行除害處理用的裝置，如該圖所示，排氣處理裝置11A按照排氣E的處理流程依次設(shè)置入口洗滌器34、反應(yīng)塔32及出口洗滌器36，進(jìn)而，再加設(shè)排氣風(fēng)機(jī)42及水槽44等而構(gòu)成。

這里，對于圖1中標(biāo)注附圖標(biāo)記E的箭頭，相對比較粗的線的箭頭表示熱分解之前的排氣，相對比較細(xì)的線的箭頭表示熱分解后的排氣(對于后面所述的圖2及圖3也一樣)。

入口洗滌器34是利用清洗水吸收從圖中未示出的半導(dǎo)體制造裝置排出的排氣E中包含的粉塵、水溶性氣體等并且從排氣E中清洗除去的洗滌器，由噴嘴34b和直管式的洗滌本體34a構(gòu)成，所述噴嘴34b配置在該洗滌本體34a的內(nèi)部，對于向反應(yīng)器32供應(yīng)之前的排氣E噴射熱分解前的清洗水PW以對其進(jìn)行清洗。這里，根據(jù)目的，熱分解前的清洗水PW使用水或者添加了氨或者NaOH等堿或者酸等藥液的水溶液等。

該入口洗滌器34的頂部經(jīng)由入口導(dǎo)管46與圖中未示出的半導(dǎo)體制造裝置連接，在半導(dǎo)體的制造工藝中排出的各種排氣E通過入口導(dǎo)管46，被導(dǎo)入到該入口導(dǎo)管34的頂部。

另外，圖1中的附圖標(biāo)記34c是用于促進(jìn)從噴嘴34b散布的熱分解前的清洗水PW與排氣E的氣液接觸的填充材料。

另外，在圖1中，排氣E的流動方向和從噴嘴34b散布的熱分解前的清洗水PW的流動方向是同一方向，但是，它們也可以成為對向流。

在圖示的實(shí)施例中，獨(dú)立地設(shè)置該入口洗滌器34和水槽44，并且，兩者被水洗氣體供應(yīng)配管48及從該水洗氣體供應(yīng)配管48分支出的排水管50連接起來。因此，來自于入口洗滌器34的排水經(jīng)由水洗氣體供應(yīng)配管48及排水管50被送入到設(shè)置在水槽44內(nèi)的噴淋水回收槽44a(將在后面描述)。另外，排水管50的水槽側(cè)端部50a通過配置在比噴淋水回收槽44a的水面低的位置而被水密封。

上述噴嘴34b和噴淋水回收槽44a經(jīng)由配管52被連接起來，在該配管52的中途安裝泵54。另外，借助該泵54將貯存于噴淋水回收槽44a內(nèi)的熱分解前的清洗水PW向噴嘴34b供應(yīng)。

另外，也可以將上述入口洗滌器34豎立地設(shè)置在噴淋水回收槽44a上，并且，入口洗滌器34的內(nèi)部和水槽44的內(nèi)部相互直接連通。

反應(yīng)塔32是用于將排氣E加熱分解的裝置，具有熱交換器10和加熱機(jī)構(gòu)30。

如圖2所示，熱交換器10由本體外殼16和傳熱板22構(gòu)成，所述本體外殼16具有由不銹鋼或哈斯特洛依耐蝕鎳基合金(海因斯公司注冊商標(biāo))等金屬材料形成的外管12及內(nèi)管14形成的雙重管結(jié)構(gòu)，所述傳熱板22同樣由不銹鋼或哈斯特洛依耐蝕鎳基合金(海因斯公司注冊商標(biāo))等金屬材料構(gòu)成，將在上述外管12和上述內(nèi)管14之間形成的內(nèi)部空間劃分成受熱流體流動通路18及散熱流體流動通路20。并且，上述受熱流體流動通路18和上述散熱流體流動通路20在上述本體外殼16的軸向方向上相鄰接，并且，在上述本體外殼16的整個軸向方向上形成螺旋狀。

這里，形成本體外殼16的外管12及內(nèi)管14的形狀可以是圓管狀或方管狀等任何形狀。特別是，在將本體外殼16的外管12及內(nèi)管14的形狀制成方管狀的情況下，可以起到下面所述的作用和效果。即，在受熱流體流動通路18及散熱流體流動通路20中流動的受熱流體及散熱流體在拐角部分相對于壁面成大致直角地碰撞，由此生成紊流。并且，通過這樣生成紊流，受熱效果(傳熱效率)提高數(shù)倍，可以提高整個熱交換器的熱交換效率，并且，可以抑制粉塵等向流路壁面的附著。加之，將(后面將要描述的)熱交換器內(nèi)部清洗用的流體供應(yīng)給受熱流體流動通路18及散熱流體流動通路20的情況下，該流體在拐角部分相對于壁面成大致直角地碰撞，破碎成無數(shù)的流體微粒。因此，可以進(jìn)一步提高由該流體產(chǎn)生的清洗效果。

另外，在圖中所示的實(shí)施方式的熱交換器10中，本體外殼16以其軸朝向上下方向的方式豎立設(shè)置，在該本體外殼16的下端部，更具體地說，在外管12的下端外周面，開設(shè)與受熱流體流動通路18相連的受熱流體入口18a和與散熱流體流動通路20相連的散熱流體出口20b，水洗氣體供應(yīng)配管48的下游端被連接到上述受熱流體入口18a，向水槽44給送在反應(yīng)塔32內(nèi)熱分解處理過的排氣E的分解氣體給送配管56被連接到上述散熱流體出口20b。另外，上述受熱流體入口18a及散熱流體出口20b只要是被設(shè)置在本體外殼16的下端部，則其開設(shè)位置并不被限制在上述的位置，例如設(shè)置在本體外殼16的下端面也可以。

另一方面，在該本體外殼16的上端部，更具體地說，在外管12的上端外周面，開設(shè)與受熱流體流動通路18相連的受熱流體出口18b及與散熱流體流動通路20相連的散熱流體入口20a。這樣，在本實(shí)施方式的熱交換器10中，以受熱流體和散熱流體變成對向流的方式構(gòu)成。另外，上述受熱流體出口18b及散熱流體入口20a只要是設(shè)置在本體外殼16的上端部，則其開設(shè)位置并不被限制在上述位置，例如設(shè)置在本體外殼16的上端面也可以。

這里，從本實(shí)施方式中的熱交換器10整體的流路及其溫度分布的配置來看，高溫側(cè)成為上部，低溫側(cè)成為下部，作為散熱少、熱交換效率高的節(jié)省能量的裝置，這是理想的配置。

進(jìn)而，在本體外殼16的上部安裝壓頭箱24，所述壓頭箱24由不銹鋼或哈斯特洛依耐蝕鎳基合金(海因斯公司注冊商標(biāo))等金屬材料形成，劃分出將受熱流體出口18b和散熱流體入口20a連通起來的空間，并且，在本體外殼16的上端面安裝金屬或者陶瓷制的導(dǎo)向構(gòu)件26，所述導(dǎo)向構(gòu)件26經(jīng)由頂部26a共同的傾斜面26b、26c將受熱流體出口18b和散熱流體入口20a連接起來。這里，在壓頭箱24內(nèi)的該導(dǎo)向構(gòu)件26的頂部26a正上方的位置安裝有噴嘴28，在必要時，從該噴嘴28向?qū)驑?gòu)件26的頂部26a噴射的作為熱交換器內(nèi)部清洗用的流體的噴淋水SW，被所述導(dǎo)向構(gòu)件26的傾斜面26b、26c導(dǎo)向，向受熱流體出口18b及散熱流體入口20a供應(yīng)。另外，如圖2所示，在壓頭箱24的底部，設(shè)置有將上述噴淋水SW等向受熱流體出口18b及散熱流體入口20a沒有遺漏地導(dǎo)向的傾斜。

另外，在圖示的實(shí)施方式的熱交換器10中，上述本體外殼16和壓頭箱24呈露出的狀態(tài)，但是，為了更進(jìn)一步提高熱交換器10的熱利用效率，優(yōu)選地，在壓頭箱24的外表面及上述本體外殼16中的外管12的外周面和內(nèi)管14的內(nèi)部空間粘貼設(shè)置隔熱材料。另外，如上所述，從熱交換器10整體的流路及其溫度分布的配置來看，由于成為高溫側(cè)為上部、低溫側(cè)為下部這樣的理想的配置，因此，如果至少在壓頭箱24的外表面和本體外殼16的外管12的外周面上部粘貼設(shè)置隔熱材料，則可以充分提高熱利用效率。

加熱機(jī)構(gòu)30是用于將排氣E熱分解的熱源。在圖中所示的實(shí)施方式中，作為該加熱機(jī)構(gòu)30，采用電熱式的加熱器，所述電熱式的加熱器是通過在鋁等陶瓷制或者哈斯特洛依耐蝕鎳基合金(海因斯公司注冊商標(biāo))或者不銹鋼等金屬制的保護(hù)管的內(nèi)部填充由SiC等陶瓷或者鎳鉻電熱線或者康塔爾鐵鉻鋁電阻絲(Kanthal)(山特維克AB公司注冊商標(biāo))等金屬線構(gòu)成的發(fā)熱電阻而構(gòu)成的。并且，在壓頭箱24內(nèi)的排氣E的流路附近，具體地說，在導(dǎo)向構(gòu)件26的內(nèi)部及與該導(dǎo)向構(gòu)件26對向的壓頭箱24的內(nèi)壁內(nèi)部，設(shè)置多個該加熱機(jī)構(gòu)30。

另外，盡管圖中未示出，但在作為加熱機(jī)構(gòu)30的電熱式的加熱器的后端部設(shè)置有供電端子，電源裝置經(jīng)由導(dǎo)線被連接于該供電端子。

另外，加熱機(jī)構(gòu)30只要可以提供能夠進(jìn)行排氣E的熱分解的高溫的熱，其形式并不局限于上述電熱式加熱器，例如，也可以是火焰式的燃燒器、非移動式或者移動式的等離子體焰炬等。另外，設(shè)置的個數(shù)也可以不是上面所述的多個而是一個。

進(jìn)而，不管加熱機(jī)構(gòu)30如何，在需要排氣E的除害中氧或空氣等助燃性氣體等的情況下，可以將相關(guān)氣體和排氣E一起從受熱流體入口18a向反應(yīng)塔32內(nèi)供應(yīng)，也可以將相關(guān)氣體直接供應(yīng)到壓頭箱24內(nèi)。

出口洗滌器36用于清洗及冷卻在反應(yīng)塔32中熱分解的排氣，由于以下部分構(gòu)成：豎立地設(shè)置在構(gòu)成水槽44的出口洗滌器排水回收槽44b(將在后面描述)的上面的直管狀的洗滌器本體36a、以與排氣E的流動方向相對向的方式從上方噴射清洗水CW的朝下的噴嘴36b、以及用于促進(jìn)從噴嘴36b撒布的清洗水CW與排氣E的氣液接觸的填充材料36c。

該出口洗滌器36與上述入口洗滌器34一樣，在圖中所示的實(shí)施方式中，噴嘴36b和水槽44(更具體地說，出口洗滌器排水回收槽44b)經(jīng)由配管60被連接起來，借助安裝在該配管60的途中的泵62，將出口洗滌器排水回收槽44b內(nèi)的清洗水CW提升到噴嘴36b，但是，在該噴嘴36b中，除了水槽44內(nèi)的清洗水CW之外，根據(jù)需要還供應(yīng)新水等新的藥液。

另外，圖1中的附圖標(biāo)記64是冷卻裝置，所述冷卻裝置64用于對從出口洗滌器排水回收槽44b向噴嘴36b供應(yīng)的清洗水CW進(jìn)行冷卻。

排氣風(fēng)機(jī)42被連接于出口洗滌器36的頂部出口，通過該排氣風(fēng)機(jī)42運(yùn)轉(zhuǎn)，將排氣處理裝置11A的內(nèi)部始終保持在比大氣壓低的壓力(＝負(fù)壓)。因此，熱分解處理前的排氣E或處理完的高溫的排氣E等不會錯誤地從排氣處理裝置11A向外部泄漏。

水槽44是貯存熱分解前的清洗水PW、噴淋水SW及清洗水CW的容器，其內(nèi)部被間隔構(gòu)件66劃分成噴淋水回收槽44a和出口洗滌器排水回收槽44b。另外，間隔構(gòu)件66是從水槽44內(nèi)的底面豎立設(shè)置的板材，在其上端與水槽48內(nèi)的頂面之間設(shè)置有開口68，如后面將要描述的那樣，在排氣處理裝置11A的運(yùn)轉(zhuǎn)中，排氣E從該開口68穿過。

如上所述，噴淋水回收槽44a是這樣的水槽：回收被入口洗滌器34噴射的熱分解前的清洗水PW及從噴嘴28噴射的噴淋水SW，并且，對于入口洗滌器34及噴嘴28，貯存經(jīng)由泵54供應(yīng)的熱分解前的清洗水PW及噴淋水SW。

另外，出口洗滌器排水回收槽44b是這樣的水槽：回收從出口洗滌器36的噴嘴36b排出的清洗水CW及根據(jù)需要被供應(yīng)的新水等新的藥液，并且，貯存供應(yīng)給出口洗滌器36的噴嘴36b的水等，即，貯存清洗水CW。

這里，由于根據(jù)需要供應(yīng)給出口洗滌器36的新水等新的藥液流入出口洗滌器排水回收槽44b，因此，使剩余的水等越過間隔構(gòu)件66向噴淋水回收槽44a溢流，以便不滯留規(guī)定量以上的水等。另外，如上所述，噴淋水回收槽44a由于水等從出口洗滌器排水回收槽44b溢流，所以，配置排水管70，以便不會滯留規(guī)定量以上的水等。該排水管70是將貯存于噴淋水回收槽44a的水等向圖中未示出的排水處理裝置輸送用的配管，其一端被連接于排水處理裝置，并且，其另一端被配置在距噴淋水回收槽44a的底面規(guī)定的高度處。從而，噴淋水回收槽44a的水面位置不會比排水管70的另一端的位置高。

另外，在除去本實(shí)施方式的排氣處理裝置11A中的反應(yīng)塔32的壓頭箱24內(nèi)以外的部分，為了保護(hù)各個部分不受由包含在排氣E中的、或者通過分解排氣E而產(chǎn)生的氫氟酸等腐蝕性成分引起的腐蝕，實(shí)施聚氯乙稀樹脂、聚乙烯樹脂、不飽和聚酯樹脂以及氟系樹脂等的耐腐蝕性的鍍敷或涂敷。

其次，在利用以上述方式構(gòu)成的排氣處理裝置11A進(jìn)行排氣E的除害處理時，首先，接通排氣處理裝置11A的運(yùn)轉(zhuǎn)開關(guān)(圖中未示出)，使反應(yīng)塔32內(nèi)的加熱機(jī)構(gòu)30動作，開始壓頭箱24內(nèi)的加熱。

接著，當(dāng)壓頭箱24內(nèi)的排氣E流動區(qū)域的溫度達(dá)到包含在該排氣E中的除害對象成分的熱分解溫度時，排氣風(fēng)機(jī)42動作，開始向排氣處理裝置11A導(dǎo)入排氣E。這樣一來，排氣E依次通過入口洗滌器34、反應(yīng)塔32及出口洗滌器36，排氣E中的除害對象成分被除害。

根據(jù)本實(shí)施方式的排氣處理裝置11A，由于按照上面所述的方式構(gòu)成熱交換器10，所以，在排氣E的熱分解時，起到以下的作用。

即，由于受熱流體流動通路18和散熱流體流動通路20在本體外殼16的軸向方向上相鄰接，并且，在本體外殼16的整個軸向方向上形成螺旋狀，所以，可以使經(jīng)由傳熱板22接觸的受熱流體和散熱流體的接觸面積、即傳熱面積極大化。加之，由于經(jīng)由傳熱板22接觸的散熱流體和受熱流體成為對向流，所以，始終使低溫的受熱流體觸及溫度比其高的散熱流體，可以提高熱交換效率。

另外，在本實(shí)施方式的排氣處理裝置11A中，由于熱交換器10的受熱流體流動通路18和散熱流體流動通路20為將內(nèi)管14的外周呈螺旋狀回旋的形狀，因此，粉塵等不容易滯留在流路內(nèi)，另外，即使在粉塵等滯留的情況下，也可以只通過使清洗水或清洗空氣等內(nèi)部清洗流體流過，就能夠比較簡單地進(jìn)行沖洗。特別是，在本實(shí)施方式的排氣處理裝置11A中，由于在豎立設(shè)置的熱交換器10的本體外殼16的上端面設(shè)置導(dǎo)向構(gòu)件26，并且，在該導(dǎo)向構(gòu)件26的頂點(diǎn)26a正上方的位置裝配噴射噴淋水SW的噴嘴28，因此，只通過向?qū)驑?gòu)件26的頂部26a噴射供應(yīng)熱交換器內(nèi)部清洗用的噴淋水SW，就可以分別對受熱流體出口18b及散熱流體入口20a自動地供應(yīng)噴淋水SW。并且，分別供應(yīng)給受熱流體出口18b及散熱流體入口20a的噴淋水SW此后借助重力等在熱交換器10的內(nèi)部流下，沖洗滯留在熱交換器10內(nèi)的粉塵等。

另外，上述實(shí)施方式能夠如下所述地變更。

雖然表示出了在上述排氣處理裝置11A中配備有入口洗滌器34和出口洗滌器36兩者的情況，但是，根據(jù)處理的排氣E的種類，也可以只配備它們中的一個。

其次，對于圖3所示的第二種實(shí)施方式的排氣處理裝置11B進(jìn)行說明。

與上述第一種實(shí)施方式不同的部分主要在于，省略反應(yīng)塔32前后的入口洗滌器34及出口洗滌器36，并且，在熱交換器10的下側(cè)內(nèi)部配置噴嘴40。另外，由于除此之外的部分和所述第一種實(shí)施方式相同，所以，對于相同的結(jié)構(gòu)賦予和第一種實(shí)施方式相同的附圖標(biāo)記，并且，援引所述第一種實(shí)施方式的說明來代替本實(shí)施方式的說明。另外，關(guān)于各個附圖標(biāo)記，在用上位概念表示各個部位的情況下，只用不加字母副標(biāo)記的阿拉伯?dāng)?shù)字表示，在有必要區(qū)別各個部位的情況下(即，在用下位概念表示的情況下)，對阿拉伯?dāng)?shù)字附加大寫的字母副標(biāo)記來加以區(qū)別。

噴嘴40用于噴射噴淋水SW來液體清洗排氣E，在熱交換器10的受熱流體入口18a附近的受熱流體流動通路18內(nèi)及散熱流體出口20b附近的散熱流體流動通路20內(nèi)，設(shè)置多個所述噴嘴40。其中，設(shè)置在受熱流體入口18a附近的受熱流體流動通路18內(nèi)的噴嘴40A是在與從受熱流體入口18a向受熱流體流動通路18內(nèi)供應(yīng)的排氣E的氣流相對向的方向上噴射噴淋水SW的噴嘴，發(fā)揮與所述入口洗滌器34同等的功能。與此相對，設(shè)置在散熱流體出口20b附近的散熱流體流動通路20內(nèi)的噴嘴40B是在與在散熱流體流動通路20內(nèi)朝向散熱流體出口20b的排氣E的氣流并行的方向上噴射噴淋水SW的噴嘴，發(fā)揮與所述出口洗滌器36同等的功能。

另外，在本實(shí)施方式的排氣處理裝置11B中，水槽72直接連接于受熱流體入口18a。該水槽72是將從噴嘴40A噴射的噴淋水SW作為排水W回收的容器，其內(nèi)部空間經(jīng)由入口容器46與圖中未示出的半導(dǎo)體制造裝置連接。另一方面，水槽74直接連接于散熱流體出口20b。該水槽74是將從噴嘴40B噴射的噴淋水SW作為排水W回收的容器，其內(nèi)部空間被連接于排氣風(fēng)機(jī)42。

這里，在本實(shí)施方式的排氣處理裝置11B中，向噴嘴40B供應(yīng)新水，利用泵76汲取被回收到水槽74中的排水W并供應(yīng)給噴嘴40A。但是，供應(yīng)給各個噴嘴40的水并不局限于這些形式，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來使用。

根據(jù)以上述方式構(gòu)成的排氣除害裝置11B，由于可以省略反應(yīng)塔32前后的入口洗滌器34及出口洗滌器36，所以，可以緊湊地形成排氣處理裝置11B。

另外，與所述第一種實(shí)施方式一樣，由于該第二種實(shí)施方式的排氣處理裝置11B也配備有熱交換器10，所以，大容量排氣的高效率的熱分解(除害)處理成為可能。具體地說，在作為加熱機(jī)構(gòu)30使用輸出10kW的電熱加熱器，將風(fēng)量400L/分鐘的排氣加熱到850℃，能夠?qū)⑴艢庵械腘F₃除害99.5％以上的排氣處理裝置中，在采用在方管狀的本體外殼16的高度為1000mm、外管12的水平截面形狀為一個邊為400mm的矩形、內(nèi)管14的水平截面形狀為一個邊為200mm的矩形、高度為1000mm的本體外殼16中將受熱流體流動通路18及散熱流體流動通路20呈螺旋狀回旋10圈的本發(fā)明的熱交換器10的情況下，作為加熱機(jī)構(gòu)30的電熱加熱器的負(fù)荷可以降低75％左右。另外，其結(jié)果是，不僅使電熱加熱器的負(fù)荷降低75％左右，同時，這還意味著作為散熱流體在使用之后，可以使向大氣中排出的排氣E的冷卻負(fù)荷降低75％左右。這樣，如果使用本發(fā)明的熱交換器10，則可以有效并且經(jīng)濟(jì)地進(jìn)行排氣的熱分解處理。

另外，上述第二種實(shí)施方式可以如下所述地變更。

雖然表示出了在上述排氣處理裝置11B中，在受熱流體流動通路18內(nèi)及散熱流體流動通路20內(nèi)這兩者中設(shè)置噴嘴40的情況，但是，也可以根據(jù)所處理的排氣E的種類，在它們當(dāng)中的一個中設(shè)置噴嘴40。

另外，在上述第一種實(shí)施方式及第二種實(shí)施方式中，對于將熱交換器10應(yīng)用于將來自于半導(dǎo)體制造裝置的排氣E進(jìn)行除害用的排氣除害裝置11A及11B的形式進(jìn)行了說明，但是，該熱交換器10的用途并不局限于此，如果是要求在含有大量粉塵等的流體之間進(jìn)行熱交換的裝置，則也可以應(yīng)用于其它任何裝置。

接著，對于和上述第一種實(shí)施方式及第二種實(shí)施方式的熱交換器10不同的圖4所示的實(shí)施方式的熱交換器10進(jìn)行說明。

該實(shí)施方式的熱交換器10與第一種實(shí)施方式及第二種實(shí)施方式的熱交換器10之間的不同點(diǎn)在于，在本實(shí)施方式的熱交換器10中，設(shè)置有清洗氣體供應(yīng)機(jī)構(gòu)50。另外，由于除此之外的部分和上述各種實(shí)施方式相同，所以，對于相同的結(jié)構(gòu)賦予和第一種實(shí)施方式及第二種實(shí)施方式同樣的附圖標(biāo)記，并且，援引所述第一種實(shí)施方式及第二種實(shí)施方式的說明來代替本實(shí)施方式的說明。

清洗氣體供應(yīng)機(jī)構(gòu)50是如下的噴射裝置,該噴射裝置向排氣E的熱分解等時附帶生成并堆積在熱交換器10內(nèi)的粉塵等的顆粒噴射由惰性的氮?dú)獾葮?gòu)成的清洗氣體，將這些顆粒向該熱交換器10的下方?jīng)_洗，使之向外部排出，該噴射裝置具有在熱交換器10內(nèi)向其下方噴射清洗氣體的噴射噴嘴50a。清洗氣體給送管路50b的下游端被連接于該噴射噴嘴50a。另外，所述清洗氣體給送配管50b的上游端被連接于圖中未示出的清洗氣體貯存容器等清洗氣體供應(yīng)源，另外，在該清洗氣體給送管路50b上安裝有控制從噴射噴嘴50a噴射的清洗氣體的量、噴射噴嘴50a的動作時間長度·定時等的控制裝置(圖中未示出)。

這里，在圖4所示的熱交換器10中，本體外殼16的外管12及內(nèi)管14的形狀為方管狀，將噴射噴嘴50a安裝于形成在本體外殼16內(nèi)部的散熱流體流動通路20的各個拐角部分，并且，利用上述控制裝置進(jìn)行控制，使得從安裝在本體外殼16的上部(上段)的噴射噴嘴50a向安裝在下部(下段)的噴射噴嘴50a對于各個噴射噴嘴例如以每3秒鐘一次的時序噴射清洗氣體。借此，可以不停止熱交換器10的運(yùn)轉(zhuǎn)而保持運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)不變地將堆積在散熱流體流動通路20內(nèi)的粉塵等的顆粒有效地向外部清洗，其結(jié)果是，可以抑制長期間壓力差的上升，并且，可以在熱交換效率始終極大化的狀態(tài)下使用熱交換器10。

另外，在上述實(shí)施方式中，表示出了將本體外殼16的形狀形成方管狀，將噴射噴嘴50a安裝到散熱流體流動通路20的各個拐角部分的情況，但是，也可以將本體外殼16的形狀形成圓筒狀，并且，從散熱流體流動通路20的上部一直到下部隔開規(guī)定間隔地安裝噴射噴嘴50a。

另外，在上述實(shí)施方式中，表示出了在散熱流體流動通路20上設(shè)置多個噴射噴嘴50a的情況，但是，該噴射噴嘴50a的安裝個數(shù)并不局限于此，例如，也可以在散熱流體流動通路20的上部安裝一個噴射噴嘴50a。

進(jìn)而，在上述實(shí)施方式中，表示出了只在散熱流體流動通路20安裝該清洗氣體供應(yīng)機(jī)構(gòu)50的情況，但是，不僅將該清洗氣體供應(yīng)機(jī)構(gòu)50安裝于散熱流體流動通路20，也可以根據(jù)需要安裝于受熱流體流動通路18。

附圖標(biāo)記說明

10…熱交換器

11A、11B…排氣處理裝置

12…外管

14…內(nèi)管

16…本體外殼

18…受熱流體流動通路

18a…受熱流體入口

18b…受熱流體出口

20…散熱流體流動通路

20a…散熱流體入口

20b…散熱流體出口

22…傳熱板

24…壓頭箱

26…導(dǎo)向構(gòu)件

26a…(導(dǎo)向構(gòu)件的)頂部

26b、26c…(導(dǎo)向構(gòu)件的)傾斜面

30…加熱機(jī)構(gòu)

32…反應(yīng)塔

34…入口洗滌器

36…出口洗滌器

40…噴嘴

50…清洗氣體供應(yīng)機(jī)構(gòu)

E…排氣