排気熱エネルギー回収効率75％

パナソニックは新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO）の助成を受けて、従来捨てられていた工業炉の排気熱エネルギーを、高温のまま高効率に再利用する排気熱循環システムを開発した。このシステムは、高温排気中に含まれる不要な微粒子に電界を利用して高効率に分離除去し、浄化した排気を再度炉内に戻して利用するものである。同システムをリフロー炉に実装し、性能評価などを実施した結果、500時間以上の連続運転で微粒子の集じん率91％、排気熱エネルギー回収効率75％を実現したという。



リフロー炉背面に設置した排気熱循環システム （クリックで拡大） 出典：パナソニック

工業炉などの加熱処理を要する熱プロセス工程で消費するエネルギーはモノづくり全体の大半を占めており、最も早期に省エネルギーの対策を打つべき分野と考えられている。その中で全工業炉の排気熱損失の70％を200℃未満の排気が占めており、工業炉の省エネに向けて、排気熱エネルギーの再利用技術の開発が必要とされている。

パナソニックはNEDOプロジェクトで、排気の流れと微粒子の挙動を把握するために熱流体解析を用いた構造設計を行い、性能を最適化した排気熱循環ユニットの実証システムを具現化した。従来捨てられていた排気熱エネルギーを電気などに変換利用せずに、熱を高温のまま高効率に再利用する。汚れた排気を炉外にそのまま排出せずに、排気中に含まれる不要な微粒子に電圧がかかっている空間の状態、いわゆる電界を利用して高効率に分離除去することで、浄化した排気を再度炉内に戻して利用する。

実証システムを量産現場のリフロー炉に実装し、500時間以上の連続稼働による性能評価、耐久性・安全性試験を実施。その結果、微粒子の集じん率91％、排気熱エネルギー回収効率75％を実現した。リフロー炉内の汚れが低減し、炉内清掃時間などを3分の1程度に削減でき、生産ラインの停止時間も3分の1に短縮することが可能とする。



排気熱循環システムの概要図 （クリックで拡大） 出典：パナソニック

パナソニックは、リフロー炉向け排気熱循環システムを2017年度に社内で実用化を進め、早期に外販を目指す。今回開発した技術を乾燥炉など、より排気熱損失の大きいプロセスに適用し、さらなる省エネの推進に向けた展開も行っていく予定だ。