筒状加热部和具备该筒状加热部的废气处理装置制造方法及图纸

废气处理装置(1)的筒状加热部(14)设置在反应器(10)内。筒状加热部(14)在插入基部设有废气导入口(15)，在插入端设有被加热废气出口(16)。筒状加热部(14)由中空筒体(20)、绝缘子(30)、电热加热器(H)以及保持构件(40)构成。中空筒体(20)是由金属制的内筒(21)和外筒(22)构成的双重构造。绝缘子(30)为多个，围绕内筒(21)且相互隔开间隔地设置在内筒(21)和外筒(22)之间的加热器设置空间(P)中。电热加热器(H)安装在绝缘子(30)。保持构件(40)安装在内筒(21)或外筒(22)的任一方或其双方，将绝缘子(30)保持在加热器设置空间(P)中。(30)保持在加热器设置空间(P)中。(30)保持在加热器设置空间(P)中。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】筒状加热部和具备该筒状加热部的废气处理装置


[0001]本专利技术涉及对从工业流程等中排出的对人体有害的气体、臭氧层破坏气体等进行热分解处理的废气处理装置中的筒状加热部的改良，进一步涉及具备所述筒状加热部的废气处理装置。

技术介绍

[0002]在制造或处理物品的工业流程中使用各种气体。因此，从工业流程中排出的废气(以下称为“处理对象废气”)的种类也非常多，根据处理对象废气的种类，使用各种废气处理方法和废气处理系统。
[0003]例如，以半导体制造工艺之一为例，使用甲硅烷(SiH4)、氯气、PFCs(全氟化合物)等各种气体。由于这些气体对人体、地球环境产生不良影响，因此需要通过某种手段分解或去除，各种处理方法已被实用化。作为其代表例，有吸附式、湿式、电热氧化分解式、火焰燃烧式等，但各自具有优点和问题点。
[0004]其中，火焰燃烧式虽然处理对象废气的应用领域广(即，能够分解处理的处理对象废气的种类多)，能够进行大风量处理，但是在运转时的安全性方面存在不安。火焰燃烧式基本上是使用燃烧器来燃烧，并将废气导入燃烧器的燃烧气氛中以进行热分解的方式，因此，在由于某些原因而火焰熄灭(失火)的情况下，会导致不安全的事态。
[0005]另一方面，使用电热加热器的电热氧化分解式是作为半导体制造工艺中的废气处理方法当前最普及的分解处理方法，在处理对象废气的分解处理时，容易控制处理工序，能够对处理对象废气安全地进行分解处理。作为使用电热加热器的废气处理系统，有专利文献1所记载那样的系统。
[0006]在先技术文件
[0007]专利文献
[0008]专利文献1：WO2008/096466A1

技术实现思路

[0009]专利技术要解决的课题
[0010]在专利文献1(第0056段)中记载的废气处理系统的废气处理装置在其反应器内的废气处理空间中具备用于对导入的处理对象该气体进行热分解的筒状加热部。该筒状加热部是在由金属制的内筒和外筒构成的双层管的管壁间呈螺旋状地卷绕并配置作为发热电阻体的镍铬耐热合金线、康泰尔(Sandvik AB社注册商标)线等电热加热器，并且为了绝缘而在该双层管的管壁间填充陶瓷粉末或耐火材料而成的。金属制的内筒和外筒用于保护电热加热器不受腐蚀性处理对象废气气氛的影响。
[0011]该筒状加热部立设在反应器的内部中央，从筒状加热部的底部的废气导入口投入的处理对象废气通过该筒状加热部的高温的内部空间，从其上端开口向形成在反应器的顶部附近的高温的废气处理空间放出。
[0012]处理对象废气在通过筒状加热部的内部的期间，进而在通过上述废气处理空间的期间，从周围被高温(气氛温度为800～1150℃)加热而分解。
[0013]在要求这样的高温的筒状加热部中，填充在双层管中的陶瓷粉末或耐火材料的热容量大，而且与金属相比热传导率差。因此，从管壁向处理对象废气的传热效率差。为了在双层管的内壁面和外壁面上产生上述那样的高温，电热加热器需要比上述气氛温度高得多的温度(例如，接近1400℃的温度)。这样的高温促进电热加热器、金属制的内、外筒的表面氧化，使金属氧化物堆积。金属氧化物的堆积或电热加热器的氧化成为断线的一个主要原因。
[0014]除此之外，从电热加热器发出的热被环绕电热加热器的周围的高温的陶瓷粉末或耐火材料反射到电热加热器，来自该高温的陶瓷粉末或耐火材料的辐射热使电热加热器的温度上升到控制温度以上。这也成为电热加热器断线的主要原因。
[0015]另外，上述高温使作为绝缘体的陶瓷粉末或耐火材料的电绝缘性降低。这些电绝缘性的降低会因漏电而使电热加热器与装置的构造物(金属制内筒或外筒)发生短路，这也成为断线的主要原因，它们对加热器寿命有很大影响。
[0016]本专利技术是鉴于这样的现有例的问题而完成的，本专利技术的第一课题在于提供一种废气处理装置的筒状加热部，其通过能够减小热容量且提高向内、外筒的传热效率而将电热加热器的发热温度抑制得较低，大幅延长电热加热器的寿命。本专利技术的第二课题在于提供一种废气处理装置，其具备上述筒状加热部，大幅抑制电热加热器的断线，且热效率优异。
[0017]用于解决课题的方案
[0018]技术方案1所述的专利技术(图2)是一种废气处理装置的筒状加热部，该废气处理装置1的筒状加热部14设置在反应器10内，该反应器10在内部设有废气处理空间S，且该反应器10设有在所述废气处理空间S中处理过的废气G的分解废气排出口12，其特征在于，
[0019]在所述筒状加热部14的向所述反应器10插入的插入基部设有废气导入口15，在所述筒状加热部14的向所述反应器10插入的插入端设有向所述废气处理空间S开放的被加热废气出口16，
[0020]所述筒状加热部14由以下构件构成：双重构造的中空筒体20，具备金属制的内筒21和金属制的外筒22；多个绝缘子30，围绕所述内筒21且相互隔开间隔地设置在所述内筒21和所述外筒22之间的加热器设置空间P；电热加热器H，安装于所述绝缘子30；以及保持构件40，安装于所述内筒21或所述外筒22的任一方或其双方21、22，支承所述绝缘子30的下表面34或下表面34及上表面35并将所述绝缘子30保持在所述加热器设置空间P中。
[0021]技术方案2所述的专利技术(图4(b)、图8(a)(b))涉及保持构件40向绝缘子30的保持方式(点接触)，
[0022]根据技术方案1所述的废气处理装置1的筒状加热部14，其特征在于，
[0023]保持构件40与绝缘子30的接触面41相对于所述绝缘子30的下表面34或下表面34及上表面35形成为倾斜面。
[0024]技术方案3所述的专利技术(图6、图7)涉及保持构件40的设置数量，
[0025]根据技术方案1或2所述的废气处理装置1的筒状加热部14，其特征在于，
[0026]保持构件(40)为板状或块状的构件，相对于内筒(21)或外筒(22)设置在至少3个部位。
[0027]技术方案4所述的专利技术(图2(a)、图8(a))涉及保持构件40的材质和第一安装方法，
[0028]根据技术方案1～3中任一项所述的废气处理装置1的筒状加热部14，其特征在于，
[0029]保持构件40由电阻值比内筒21或外筒22高的材料(例如康泰尔(注册商标)、镍铬或陶瓷)构成，且通过接合层42固定于所述内筒21或所述外筒22，该接合层42在保持构件40为金属的情况下通过焊接设置而成，在保持构件40为陶瓷的情况下通过无机粘接剂设置而成。
[0030]技术方案5所述的专利技术(图2(b)、图8(b))涉及保持构件40的材质和第二安装方法，
[0031]根据技术方案1～3中任一项所述的废气处理装置1的筒状加热部14，其特征在于，
[0032]保持构件40由电阻值比内筒21或外筒22高的材料(例如康泰尔(注册商标)、镍铬(镍铬合金)或陶瓷)构成，
[0033]所述废气处理装置的筒状加热部还设有支承构件44，该支承构件44是与内筒本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种废气处理装置的筒状加热部，该废气处理装置(1)的筒状加热部(14)设置在反应器(10)内，该反应器(10)在内部设有废气处理空间(S)，且该反应器(10)设有在所述废气处理空间(S)中处理过的废气(G)的分解废气排出口(12)，其特征在于，在所述筒状加热部(14)的向所述反应器(10)插入的插入基部设有废气导入口(15)，在所述筒状加热部(14)的向所述反应器(10)插入的插入端设有向所述废气处理空间(S)开放的被加热废气出口(16)，所述筒状加热部(14)由以下构件构成：双重构造的中空筒体(20)，具备金属制的内筒(21)和金属制的外筒(22)；多个绝缘子(30)，围绕所述内筒(21)且相互隔开间隔地设置在所述内筒(21)和所述外筒(22)之间的加热器设置空间(P)；电热加热器(H)，安装于所述绝缘子(30)；以及保持构件(40)，安装于所述内筒(21)或所述外筒(22)的任一方或其双方(21、22)，支承所述绝缘子(30)的下表面(34)或下表面(34)及上表面(35)并将所述绝缘子(30)保持在所述加热器设置空间(P)中。2.根据权利要求1所述的废气处理装置的筒状加热部，其特征在于，保持构件(40)与绝缘子(30)的接触面(41)相对于所述绝缘子(30)的下表面(34)或下表面(34)及上表面(35)形成为倾斜面。3.根据权利要求1或2所述的废气处理装置的筒状加热部，其特征在于，保持构件(40)为板状或块状的构件，相对于内筒(21)或外筒(22)设置在至少3个部位。4.根据权利要求1～3中任一项所述的废气处理装置的筒状加热部，其特征在于，保持构件(40)由电阻值比内筒(21)或外筒(22)高的材料构成，且通过接合层(42)固定于所述内筒(21)或所述外筒(22)，该接合层(42)通过焊接或无机粘接剂设置而成。5.根据权利要求1～3中任一项所述的废气处理装置的筒状加热部，其特征在于，保持构件(40)由电阻值比内筒(21)或外筒(22)高的材料构成，所述废气处理装置的筒状加热部还设有支承构件(44)，该支承构件(44)是与内筒(21)或外筒(22)相同的材料，且焊接于内筒(21)或外筒(22)或者其双方(21、22)，从下侧支承下侧的保持构件(40b)，从上侧支承上侧的保持构件(40a)。6.根据权利要求1～5中任一项所述的废气处理装置的筒状加热部，其特征在于，绝缘子(30)是在中央穿设有供所述内筒(21)插通的中央孔(33)的盘状的形状，在所述中央孔(33)的周围的多个部位形成有保持所述电热加热器(H)的加热器保持孔(32h)，在所述加热器保持孔(32h)的内周面设有与所述电热加热器(H)的外周面接触的支承凸部(32t)。7.根据权利要求1～6中任一项所述的废气处理装置的筒状加热部，其特征在于，在相邻的加热器保持孔(32h)之间设有切口(38)，该切口(38)从绝缘子(30)的外接圆(30e)被切取到越过所述加热器保持孔(32h)的位置，并将所述相邻的加热器保持孔(32h)彼此隔开。8.根据权利要求1～6中任一项所述的废气处理装置的筒状加热部，其特征在于，在所述绝缘子(30)的上表面(35)设有分隔槽(36)，该分隔槽(36)在相邻的加热器保持孔(32h)之间从所述绝缘子(30)的外周面(30a)挖入到越过所述加热器保持孔(32h)的位置，并将所述相邻的加热器保持孔(32h)彼此隔开。9.根据权利要求1～8中任一项所述的废气处理装置的筒状加热部，其特征在于，
在绝缘子(30)的下表面(34)或上表面(35)或上、下两表面(34、35)上，在加热器保持孔(32h)与所述绝缘子(30)的内周面(30b)之间，在所述内周面(30b)的周围设有环状凹槽(39)。10.根据权利要求9所述的废气处...

【专利技术属性】
技术研发人员：大前秀治，荻尾昌光，今村启志，
申请(专利权)人：北京康肯环保设备有限公司，
类型：发明
国别省市：